Beynimizin en dengeli hali

Nörobilim alanında son yıllarda öne çıkan bir teori, beynin nasıl çalıştığına dair oldukça kapsamlı bir açıklama öneriyor: Kritiklik hipotezi.

Kritiklik hipotezi teorisine göre beyin, davranış ve bilişi mümkün kılan en uygun işleyiş biçimine, yani “kritik bir denge noktasına”, kendiliğinden ulaşmak için sürekli olarak kendini ayarlıyor. Peki bu “kritiklik” tam olarak ne anlama geliyor ve neden önemli? Hastalıklarla nasıl bir ilişkisi var? Ve neden bilim insanları bu durumu beynin “altın noktası” olarak adlandırıyor?

Kritiklik nedir?

Kritiklik, fiziksel sistemlerde bir faz geçişi eşiğinde olma halidir. Bu terim ilk olarak suyun donma veya buharlaşma anlarındaki davranışlarıyla ilgili olarak fiziksel sistemlerde tanımlanmıştı. Beyin söz konusu olduğunda ise kritiklik, nöral aktivitenin ne çok kaotik ne de tamamen durağan olduğu bir denge noktasını ifade eder. Bu durumda beyin, çok farklı zaman ve mekân ölçeklerinde, oldukça çeşitli ve zengin desenlerde bilgi işleyebilir. Kısacası, kritiklik beyne maksimum esneklik ve hesaplama gücü sağlar.

Kritiklik neden bu kadar önemli?

Keith Hengen ve Woodrow Shew tarafından 2025 yılında Neuron dergisinde yayımlanan güncel bir çalışmaya göre, kritiklik yalnızca nörofizyolojik bir özellik değil; aynı zamanda beynin evrimsel, gelişimsel ve işlevsel olarak ulaşmaya çalıştığı bir tür “ayar noktasıdır”. Beyin, öğrenme, bellek, dikkat, duyum ve hatta bilinç gibi bilişsel işlevlerde başarılı olabilmek için kritikliğe yakın bir düzeyde çalışmak zorundadır. Bu ayar, tıpkı vücut sıcaklığımızı sabit tutmamız gibi, homeostatik yani dengeleyici bir sistemle korunur.

Kritikliğin dört temel avantajı

Makale, kritikliğin bilgi işleme açısından sağladığı dört temel avantaja dikkat çekiyor:

Ölçeksiz yapı (Scale-invariance): Nöral aktivite, hem milisaniyelik hem dakikalara yayılan zaman ölçeklerinde benzer desenler gösterir. Bu, beynin hem hızlı reflekslerde hem de karmaşık düşünsel süreçlerde aynı esnekliği korumasını sağlar.
Marjinal stabilite: Sistem kararsız değil ama tamamen sabit de değil. Yani küçük uyarılara duyarlı ama kontrolden çıkmıyor. Bu özellik, beynin çevreye uyum sağlamasını kolaylaştırıyor.
Ayarlanabilirlik (Tunability): Sistemin parametrelerinde küçük değişiklikler büyük işlevsel sonuçlar doğurabiliyor. Öğrenme ve dikkat gibi süreçlerin hassas biçimde ayarlanmasına olanak tanıyor.
Kendiliğinden üretkenlik: Kritik sistemler, dış uyaran olmasa bile karmaşık desenler üretebilir. Bu da içsel düşünce, hayal gücü ve yaratıcı süreçlerin temelini oluşturur.

Kritiklik evrensel bir özellik mi?

Araştırma, 20 yılı aşkın literatürün meta-analiziyle, kritikliğin yalnızca insan beynine özgü olmadığını gösteriyor. Böceklerden memelilere, zebrafish’ten insanlara kadar çok sayıda türde benzer ölçeksiz nöral desenlere rastlanmış. Ayrıca bu desenler, farklı beyin ölçüm teknikleriyle (EEG, fMRI, iki-foton görüntüleme vb.) de tutarlı biçimde gözlenmiş.

Kritikliğin hastalıklarla ilişkisi

En çarpıcı sonuçlardan biri şu ki: Beynin kritiklikten sapması, işlevsel bozulmalara ve nörolojik bozukluklara yol açıyor. Epilepside aşırı senkronizasyon, şizofrenide ise yetersiz koordinasyon; her ikisi de kritiklikten sapmanın farklı yönlerine işaret ediyor. Alzheimer, depresyon, otizm gibi hastalıklarda da benzer örüntü bozulmaları saptanmıştır. Dahası, bazı araştırmalar, tedaviyle birlikte kritikliğe geri dönüşün de bilişsel iyileşmeyi beraberinde getirdiğini gösteriyor.

Neden şimdi?

Kritiklik teorisinin bu kadar dikkat çekmesinin bir nedeni de hem yapay zekâ hem nörobilim açısından teorik birleştiricilik potansiyeli taşıması. Yapay sinir ağları da kritikliğe benzer denge durumlarında en iyi performansı gösteriyor. Bu, doğadaki ve makinelerdeki hesaplamaların aslında ortak bir prensibe dayanabileceği fikrini güçlendiriyor.

Peki ya gelecekte neler olabilir?

Kritiklik hipotezi henüz genç bir alandır. Ancak, beyin dinamiklerinin temel prensiplerinden biri olduğu yönünde giderek güçlenen bir görüş bulunmaktadır. Eğer bu doğruysa, gelecekte nörolojik hastalıkların tanı ve tedavisinde, öğrenmenin geliştirilmesinde, hatta yapay zekânın daha ileri biçimlerinin inşasında kritikliğe dayanan yöntemler ön plana çıkabilir.

KAYNAKÇA:
– Hengen, K. B., & Shew, W. L. (2024). Is criticality a unified setpoint of brain function? Neuron.