Sinir sistemi işlevleri konusunda neler bilebildiğimizi bu konunun tarihçesine bir göz atarak belki daha iyi anlama olanağı vardır.
İnsanoğlunun, kafatası ile beyni çok eskilerdenberi uğraş alalanları içine almış olduğu görülmekte. İ.Ö. 5100 lerde yaşamış olan neolitik kafataslarında bulunan düzgün delikler, bu dönemde yapılmış olan beyin cerrahisi girişimlerini göstermektedir. Aynı bulguya Türkiye Aksaray bölgesinde yapılan kazılarda ulaşıldı. Bundan 10 bin yıl önce bir kadına uygulanmış trepanasyon (kafatası delme) cerrahi girişim kanıtları saptandı. Edwin Smith cerrahi papirusları eski Mısırda İ.Ö. 1600 yılı dolaylarında yazılmış olup beyin ile beyin cerrahisi konusunda ilk yazılı belgeleri oluştururlar.
Daha sonra İ.Ö. 500 yılında Alcmaeon hislerin beyinle ilgisi olduğuna işaret etti. İ.Ö.460-379 arası Hippocrates epilepsinin bir beyin bozukluğu olduğunu, ayrıca zekanın beyinde yerleşmiş olduğunu anlattı. İ.Ö.387 de Plato beynin mental işlemlerin yapıldığı yer olduğu kanısını taşımaktaydı. İ.Ö. 335 te, Plato’nun öğrencisi olan Aristotle kalbin mental işlemler ile hislerin merkezi olduğuna inanmakla birlikte beyin ventrikülleri konusunda ilk bilgileri verdi. Ayrıca uyku konusunda yazılar yazdı. İ.Ö. 335-280 arasında “Anatominin Babası” olarak bilinen Herophilus ventriküllerin ayrıntılarını anlattı. Buraların insan zekası ile ruhun (ya da aklın) bulunduğu yer olduğuna inanıyordu. M.Ö. 129-199 da Galen ruhun yerinin ventrikül olmadığını, gerçi ventriküllere girildiğinde motor ile sesitiv cevapların bozulduğunu, fakat bunun öldürücü olmadığını anlattı. Daha sonra beyin, omurilik ile sinirlerin hepsinin birden bir birim olduğunu söyleyerek bu birime sinir sistemi adını vermiştir.
1504 de Leonardo Da Vinci bir sığırın beyin ventriküllerine erimiş bal mumu enjekte ederek bunların bir kalıbını çıkardı. 1536 da Nicolo Massa beyin-omurilik sıvısını tanımladı. 1543 te Andreas Vesalius, Belçikalı hekim-anatomist, beyin fonksiyonlarının ventriküllerde değil, ama bunların çevresindeki dokularda olduğu savını ileri sürdü. 1564 te Aranzi “hippocampus” terimini yeni üretilmiş bir sözcük olarak ortaya attı. 1573 de Constanzo Varolio yeni bir beyin disseksiyonu yöntemini önerdi. Buna göre disseksiyon beyin tabanından başlıyordu. O aynı zamanda “pons” terimini ortaya atmıştır. 1649 da Rene Descartes corpus pinealis’in vücut ile aklın kontrol merkezi olduğuna inanıyordu.
Dikkat edildiyse araştırmacılar, uzun bir süre beyin işlevlerinin beyin ventriküllerinde olduğunu düşünerek bu bölgeye odaklanmışlar, beynin esas dokusunu önemsememişlerdir. Bunun nedenini, belki de bu ventriküllerin gizemli olduğu kadar görkemli anatomik yapılarında aramak gerekir. Ayrıca ventriküllerin çevresinde, bunların duvarlarını oluştüran o zamanlar için oldukça gizemli anatomik yapılar vardır. Ama 1500 lü yılların ortalarından başlayarak araştırma ile düşünceler beyin dokusuna doğru yönelmiştir.
Antonio Paccioni,1705 te, araknoid’de yerleşmiş olan granülasyonları buldu. Bunlara Paccioni cisimcikleri denildi. 1776 da Michele Vincenzo Giancinto Malacarne yalnızca beyinciğe ilişkin lk yayınları yaptı. 1811 de Julien Jean Legallois medülladaki solunum merkezini buldu. 1823 te Marie-Jean-Pierre Flaurens beyinciğin istemli motor aktiviteyi düzenlediğini söyledi. 1825 te Jean-Baptiste Bouillaud konuşma bozukluğu yapmadan frontal lobda bir lezyon meydana getirebilecek bir kişiye 500 frank vereceğini söyledi. Böylelikle konuşma merkezinin frontal lobda otuduğunu anlatmaya çalışıyordu.
William Benjamin Carpenter 1853 yılında bilincin bulunduğu yer olarak “hissi ganglion” (thalamus) u gösterdi. 1855 te Bartolomeo Panizza, deneysel olarak occipital lob’un görme işlevi için başlıca yer olduğunu gösterdi. 1860 yılında Eduard Hitzig yaralı askerlerin açığa çıkmış beyınlerini zayıf elektrik akımlarıyla uyararak beynin arka bölümünün hastanın gözlerinin hareket etmesini sağladığını gözlemledi. 1861 de Pierre Paul BROCA dil telaffuz hassası merkezinin beyin korteksindeki kesin yerini saptayıp tanımladı. Bu yer sol anterior lobun iç arka bölümü olarak tanımlanmıştır. Kısaca Broca merkezi denen bu yer konuşmayı düzenler. Herhangi bir nedenle tahrib olması durumunda kişi konuşamaz olur. Bu duruma Broca aphemia dedi. Sonradan 1864 te Trouseau “aphasia” demiş olup ondan sonra bu güne kadar bu terim kullanılagelmiştir.
Ivan Seckenov,1863 de, Beyin Refleksleri adlı yapıtını yayınladı. 1869 yılında Francis Galton zekanın kalıtsal olduğunu ileri sürdü. 1870 de Eduard Hitzig ile Gustav Fritsch canlı köpeğin beynini elektrikle uyararak köpekte kortikal motor alanları buldular. Aynı yıl Camillo Golgi beyinde motor sinirler ile uyarı gönderen, bunun yanında hissi sirlerle analiz edilmek üzere uyarılar alan nöronlar saptadı. Golgi 1873 te sinir hücrelerini gümüş nitratla boyamayı başardı. Aynı bilgin 1883 te hücre içindeki golgi apparatusunu keşfetti.1875 de Richard Caton ilk kez beyin elektrik aktivitesini kaydetmeyi başardı. 1883 yılinda Emil Kraepeline “Compendium der Psychiatrie” adı ile yayınladığı kitabında akıl hastalıklarının bir sınıflandırmasını yaptı. Bu kitapta şizofreni ile manik depresyonu anlatmıştır.
Paul Ehrlich 1885 te damardan verilen mavi boyanın bütün oteki organları boyadığı halde beyin dokularını boyamadığını gösterdi. Bu blood brain barrier’in var oldugunun bir kanıtıdır. 1887 de Segei Korsakoff alkolikler için karakteristik olan mental semptomları (Korsakov psikozu) tanımladı. 1895 yılında William His “hipotalamus” terimini ileri sürdü. 1895-1898 yıllarında Sir Charles Scott Sherrington kedi, köpek, maymunlada çalışarak reflekslerin izole “refleks yayları” olmayıp tüm organizmanın integre bir eylemi gibi olduğunu buldu. Ayrıca “Sherrington Yasasını” ortaya koydu. Bu uyarılan kasların aksi tarafında bulunan kasların gevşemesi kanunudur. Demek ki bir Resiprokal Innervasyon söz konusu olmaktadır. 1898 de Edward L. Thorndike kedilerde şartlı çalışmayı inceleyen bilmece kutusunu icadetti. Belirli bir yolu izleyen hayvan bir kapağı açarak yiyeceğini buluyordu.
Sigmund Freud 1900 yılında “Düşlerin Yorumu” adlı yapıtını yayınladı. 1903 te Ivan Pavlov “Koşullu Refleks” adlı çalışmasını bilim alemine sundu. Burada bir köpek besin ile ses arasında ilgi kurmayı öğrenip zil sesini duyunca salya salgılamaya başlıyordu. Aynı yıl Ramon y Cajal Golginin gümüş nitrat boyama tekniğinı irdeleyip geliştirdi; 1913 te kendi altın boyama tekniğini buldu. 1905 te Alfred Binet ile Theodore Simon “ Binet-Simon testi” olarak bildiğimiz ilk zeka testini geliştirdiler. 1906 da Sir Charles S. Sherrington sinapsus ile motor korteks üzerine yaptığı çalışmayı yayınladı.1907 yılında Alois Alzheimer 51 yaşında bir kadında yaşlılık öncesi yıkımını sundu (Bu gün bunu Alzheimer hastalığı diye biliyoruz). 1910 da Emil Kraepelin meslekdaşı Alzheimer’in buluşuna Alzheimer Hastalığı ismini verdi. 1919 da Walter E. Dandy hava ensefalografisini gerçekleştirdi.
August Krogh 1920 de kapiller damarlarda motor düzenleme mekanizmasını buldu. 1921 de Hermann Rorschach tarafından “mürekkep damlası testi” geliştirildi. Bu kişinin psikolojik yapısına ışık tutan bir testti. 1921-1926 yıllları arasında Otto Loewi bir sinir hücresinden ötekine uyarı aktarimının bir kimyasal madde (acethylcholine) olduğunu gösterdi. 1929 da Hans Berger insanda ilk elektroansefalogram’ı (EEG) gerçekleştirdi. 1930 da Sir Henry Dale, acethylcholin’in 1914 teki keşfinden sonra, bunun parasempatik sinir sistemi sinir uçlarında serbest hale geçtiğini gösterdi. 1932 de Joseph Erlanger, Gasser ile birlikte, sinir liflerinin kalınlıklarina göre uyari aktarım hızlarının değişik olduğunu buldu. 1934 yılından sonra Edgar Douglas Adrian beynin elektrik aktivitesini inceleyerek “Berger Ritmi” ni buldu. Bu epilepsi ile beyin lezyonlarının yerleşim yerleri konusunda önemli araştırma alanlarının açılmasına neden oldu.
Antonio Ceantano de Abreau Freire de Egas Moniz, Almeida Lima ile birlikte, 1936 yılında ilk insan frontal lobotomilerine değinen çalışmalarını yayınladı. Bunlardan çok iyi sonuçlar almıştır. 1927-1937 arası aynı bilim adamı serebral anjiografi yöntemini geliştirip uyguladı. 1937 de James Wenceslas Popez limbik dolaşım üzerine yaptığı çalışmayı yayınladı. Burada heyecanların teorik anatomik dayanağını anlatıyordu. 1938 de Ugo Carletti ile Luciano Bini ilk kez insanda elektroşok uyguladılar.
Nathaniel Kleitman 1939 da“Uyku ile Uyanıklık” adlı yapıtını yayınladı. 1947 de Sir Alan Hodgkin nöron uyarıldığında Na+ iyonunun hücre içine geçip aksiyon potansiyeline neden olduğunu buldu. Aynı yıl Sir Andrew Fielding Huxley, Hodgkin ile birlikte, aksiyon potansiyelinin tanımını yapmıştır.1949 da Walter Rudolph Hess “Beyin içı” çalışması için Nobel ödülü aldı. Aynı yıl A.C.A.F.E. Egas Moniz bazı psikozları iyleştirmek için lökotomi kullandığı için Nobel ödülü aldı.Gene aynı yıl John Cade bipolar depresyon için lityumun etkili bir iyileştirici olduğunu buldu.
Roger Walcott Sperry 1940 ların sonlarında, sol beyin yarım küresinin normalde analitik, verbal çalışmalar, sağ yarım kürenin ise daha çok uzaysal görev, müzik vb. işlerde öncelikli olduğunu gösterdi. 1951 yılında monoamin oksidaz inhibitörleri psikotiklerin sağıtılmasında kullanılmaya başlandı. Aynı yıl Rita Levi Montalcini sinir büyüme faktörünü (nerve growth factor, NGF) keşfetti. 1951-1966 yılları arasında Sir John Carew Eccles nöron zarında Na+ iyonlarının içeri geçip elektrik akımı yoluyla uyarı aktarımına neden olan minik deliklerin var olduğunu gösterdi.
Uyku sırasındaki rapid eye movment (REM) 1953 te Eugene Asainski ile Nathaniel Kleitman tarafından tanımlandı. 1957 de, belleğin fizik dayanağı ile kaynağının bulunmasından sonra, Wilder Penfield motor ve hissi humunculus icadetti. Bu insanın minyatürü karton film gibi bir beyin haritasıydı. 1960 da Oleh Hornykiewicz parkinson hastalarında dopamin’in normal düzeyin altında olduğünü gösterdi. Andrew Huxley ile Alan Hodgin 1963 yılında sinir lifi boyunca sinir uyarımlarının aktarımı işleyiş biçimini bularak Nobel Ödülü aldılar.
Walter Rudolf Hess 1964 te otonom sinir sistemi işlevlerinin beyin tabanından başladığını buldu. Bulduğu bu yer “hipotalamus” tu. 1965 yılında Ronald Melzack ile Patrick D. Wall “Ağrı Mekanizması : Bir Yeni Teori” adlı çalışmalarını yayınladılar. Burada kendilerinin olan “kapı kontrol teorisini” tartışmışlardır. Sir Bernard Katz, 1966-1969 yılları arasında sinirlerdeki uyarı aktarımı işleminde Ca++ iyonunun oynadığı rolü buldu. Ulf van Euler sempatik sinir sistemi uyarı aktarımında norepinefrin’in baş rol oynadığını göstererek 1970 de Nobel Ödülü aldı. Aynı yıl Julius Axelrod noradrenalinin bir co-enzym’le etkisiz hale getirildiğini buldu. Buna catechol-o-methyl transferase adını vererek izole etti.
Hans Kosterlitz ile John Huges 1974 te, aslında beyinde bulunan bir endorfin olan encephalin’i keşfettiler. Aynı yıl, M.E. Phelps, E.J. Hoffman ile M.M. Ter Pogossian ilk Pozitron Emission Tomography’yi geliştirdiler. 1981 de Roger Walcott Sperry beyin hemisferiumlarının (beyin yarım küreleri) işlevleri üzerine yaptığı çalışmayla Nobel Ödülü aldı. Aynı yıl David H. Hubel visual korteks üzerine yaptığı araştırmalar üzerine Nobel Ödülüne layık görüldü.1987 de Fluoxetine (Prozac) depresyon hastalarının sağıtılmasında kullanılmaya başladı. 1993 yılında Massachusetts Institute of Technology (MIT) biologları 4. kromozom üzerinde Huntington hastalığına neden olan bir gen keşfettiler. 2001 de Alzheimer hastalarında ilk kez sinir büyüme faktörü gen terapisi uygulandı. 2003 te Harvard Tıp Okulundan Shinichi Yachamura ölen sinir hücrelerinin yenilenebildiğini (regereration) gösteren makalesini J. of Clinical Investigation dergisinde yayınladı.
İşte yıllar boyu merkezi sinir sistemi konusunda yapılan araştırmalarla, buluşlar özetle bunlar. Ancak beynin en önemli, dahası olağan dışı işlevlerinden biri kuşkusuz ki insan zekasıdır. Zeka bir çok beyin işlevinin bir bileşkesi olarak ortaya çıkar.
