Nörokonstrüktivizm

Nörokonstrüktivizm, gen-gen etkileşiminin, gen-çevre etkileşiminin ve en önemlisi beynin kendini aşamalı olarak ontogeni ile nasıl şekillendirdiği açıklayan ve gelişimsel zaman içinde kademeli olarak nasıl uzmanlaştığı konusunda çalışan bir beyin ve zihin gelişimi teorisidir.

Annette Karmiloff-Smith gibi nörokonstrüktivizm savunucuları, beynin doğuştan gelen sinirsel yapılardan veya evrimsel olarak yerleşmiş farklı (distinct) işlevleri olan birimlerden oluştuğunu ifade eden “zihnin doğuştan gelen modülerliği” (innate modularity of the mind) fikrine karşı çıkmışlardır. Kalıtsal alana (innate domain) bağlı gelişimin yerine öğrenmeye yardımcı olma ve dikkat yönlendirme gibi eğilimlere vurgu yapılmıştır. Dolayısıyla birim benzeri bu yapılar hem deneyimlerin hem de bu doğuştan gelen eğilimlerin ürünüdür. Bu sebeple nörokonstrüktivizm Jerry Fodor’un “psikolojikyerlilik” (psychological nativism) ile Jean Piaget’nin bilişsel gelişim kuramı arasında bir köprü olarak görülebilir.

Nörokonstrüktivizm, beynin doğuştan modülerliğini savunan psikologlara karşı doğrudan bir çürütme olarak ortaya çıktı. Beynin modülerliği, belirli bir sinir sisteminin kortikal mikrodevresi içinde önceden belirlenmiş bir sinaptik bağlantı modeli gerektirir. Bunun yerine Annette Karmiloff-Smith, beynin mikro bağlantısının kademeli ontogenetik gelişim sürecinden ortaya çıktığını öne sürer.

Bu, önceki alan genel ve alana özgü (domain-general & domain-specific approach) yaklaşımlarla çelişir. Alan genel (domain-general) çerçevede, bilişsel işlevlerdeki farklılıklar, tüm beyindeki nöronlardaki kapsamlı farklılıklara atfedilir. Aksine, alana özgü (domain-specific) yaklaşım, bir kişinin gelişimini doğrudan kontrol eden genler içinde içsel, belirli farklılıkları savunur. Alan-özgülüğü elimine edemese de, nörokonstrüktivizm bunun yerine değişime ve ortaya çıkan sonuçlara odaklanan gelişimsel bir yaklaşım sunar. Bu tür bir değişiklik, yetişkin beyinlerinde alana özgülüğe yol açar, ancak nörokonstrüktivizm, özgülüğün anahtar bileşeninin alan genel başlangıç ​​durumundan meydana geldiğini savunur.

Gelişimin her yönü dinamik ve etkileşimlidir. İnsan zekası, DNA yapısındaki doğal farklılıklardan ziyade beynin esnekliğine ve çevre ile etkileşimlerine odaklanılarak daha doğru bir şekilde tanımlanabilir. Williams sendromunda veya otizmde görülen ayrışmalar, sinirbilimcilere farklı gelişimsel yörüngeleri (developmental trajectories) keşfetme olanağı sağlar.

Annette Karmiloff-Smith (1938–2016) Londra Üniversitesi Birkbeck Gelişimsel Nörobiliş Laboratuvarı'nda profesörlük yapan araştırmacıdır. Birbeck'e taşınmadan önce, Londra Üniversite Koleji Çocuk Sağlığı Enstitüsü'nde Nörobilişsel Gelişim Birimi Başkanıydı. Gelişimsel bozukluklarda uzmandır. William Sendromu konusu özel ilgi alanıdır. Profesör Karmiloff-Smith, gelişimsel bozukluklara modaliteye özgü bir yaklaşım benimseyen yaklaşımlara karşı çıktı- örneğin, otizmin "zihin teorisi" modülündeki bir başarısızlık nedeniyle ortaya çıktığını savunan veya bu tür çocukların belirli dil bozukluğu olanlarında genetik olarak belirlenmiş bir "dil modülü" vardır düşüncesine karşı çıkar.

Karmiloff-Smith , bu yaklaşımların bilişsel gelişime "mozaik benzeri" bir yaklaşım varsaydığını- buna göre beyindeki farklı sistemlerin tamamen genlerde kodlanmış bilgilere dayanarak, birbirinden ayrı geliştiğini savundu. Gelişimin gerçek resminin çok daha karmaşık olduğunu iddia etti (ayrıca bakınız: Etkileşimli Uzmanlaşma (Interactive specialization)). Gelişim, gen, beyin, davranış ve çevre arasındaki geri yayılan etkileşimlerin bir sonucu olarak ortaya çıkar; Karmiloff-Smith’in teorisine göre "modüller" benzeri oluşumlar (örneğin, dil işleme konusunda uzmanlaşmış beynin bölümleri) gelişimde nispeten geç görünmektedir. Gelişimsel bozukluklar, gelişim sırasındaki sorunlardan (olgun bir sisteme verilen hasarın aksine) ortaya çıktığı için, belirli bir alanla bağlantılı olmayan, bunun yerine bir dizi farklı performans bozukluğuna yayılan performans açıkları bulmayı beklememiz gerektiği sonucu çıkar.

Karmiloff-Smith, Williams sendromu üzerine yaptığı araştırma çalışmalarıyla teorilerini destekledi. Bu nadir sendromun başlangıçta kendisini anormal derecede düşük IQ ve sosyal ipuçlarını "normal" işleme yeteneği ile gösterdiği düşünülüyordu. Karmiloff-Smith ve meslektaşları Williams sendromundaki bozuklukların daha önce belirlenenden çok daha yaygın olduğunu keşfettiler. Teorileri diğer alanlardaki çalışmalarıyla daha da desteklendi. Örneğin, otistik çocukların sadece Zihin Teorisi'nde değil, aynı zamanda hareket algılama, görsel arama ve çoklu görev gibi çeşitli görevlerde de algısının bozulduğu bulunmuştur, bu, alana özgü teorilerin açıklanmasında güçlük çektiği bir bulgudur.

Karmiloff-Smith, 1992'de Modülerliğin Ötesinde (Beyond Modularity) ve 1996'da Jeffrey Elman, Mark Johnson, Elizabeth Bates, Domenico Parisi ve Kim Plunkett ile Doğuştanlığı Yeniden Düşünmek (Rethinking Innateness) gibi konu üzerinde bir dizi kitap ve akademik makale yazdı.

Nörokonstrüktivizm, beynin sinir bağlantılarındaki olası değişiklikleri göstermek için bağlamları kullanır. Bağlam genlerle başlar ve aşamalı olarak daha fazla bağlamı dahil ederek gelişimle ilgili bazı kısıtlamaları gösterir. Beyni mevcut veya önceki ortamından bağımsız olarak görmek yerine, nörokonstrüktivizm, bağlamlarının beyinle nasıl etkileşime girerek uzmanlaşmış yetişkin beynini oluşturduğunu gösterir. Aslında önceden var olan temsiller üzerine inşa edilerek, temsiller (bağlamdan bağımsız olmak yerine) giderek daha fazla bağlama bağlı hale gelir. Bu, daha sonraki öğrenmenin önceki öğrenmeye göre daha kısıtlı olduğu bir tür "kaderin kısıtlamalarına (restrictions of fate)" yol açar.

Önceki teorilerde, genlerin belirli gelişimsel sonuçlar için statik, değişmeyen kodlar olduğu varsayılmıştır. Bununla birlikte, yeni araştırmalar, genlerin hem çevresel hem de davranışsal etkiler tarafından tetiklenebileceğini öne sürer. Gelişimin bu olasılıkçı epigenez (probabilistic epigenesis) görüşü , ekspresyon için önceden belirlenmiş bir yol izlemek yerine genlerin bir organizmanın davranışı ve çevresi tarafından değiştirildiğini ileri sürer. Dahası bu modifikasyonlar daha sonra çevre üzerinde hareket ederek, çevreyi etkileyen genlerin çevredeki bu değişikliklerden yeniden etkilendiği bir nedensel döngü oluşturabilir.

Hücreler tek başına gelişmez. Küçük yaşlardan itibaren bile nöronlar çevredeki ortamdan (örneğin diğer nöronlar) etkilenir. Zamanla nöronlar, sinir ağları oluşturmak için kendiliğinden veya bazı duyusal uyarılara yanıt olarak etkileşime girer. Nöronlar arasındaki rekabet, bağlantıların kesin modelini oluşturmada anahtar rol oynar. Sonuç olarak belirli sinir yapıları içindeki altta yatan morfoloji ve bağlantı modelleri nedeniyle belirli sinirsel aktivasyon kalıpları ortaya çıkabilir. Bunlar daha sonra mevcut temsiller tarafından empoze edilen morfolojik değişikliklerle değiştirilebilir. Bir organizmanın deneyimi tarafından mevcut nöronal yapıların manipüle edilmesi yoluyla giderek daha karmaşık modeller ortaya çıkabilir.

Nöronlar ağların içine gömülü iken bu ağlar ayrıca bir bütün olarak beynin içine gömülüdür. Sinir ağları, zihin perspektifinin modülerliği gibi tek başına çalışmaz. Bunun yerine farklı bölgeler, geri bildirim süreçleri (feedback process) ve yukarıdan aşağıya etkileşimler (top-down interactions) yoluyla etkileşime girerek her bölgenin gelişimini sınırlandırır ve belirler. Örneğin, kör bireylerdeki birincil görsel korteksin dokunsal bilgiyi işlediği gösterilmiştir. Kortikal alanların işlevi, bu duyusal girdinin ve kortikal boşluk için rekabetin bir sonucu olarak ortaya çıkar. "Bu etkileşimli uzmanlaşma görüşü, kortikal bölgelerin başlangıçta yanıtlarında spesifik olmayabileceğini ancak işlevsel uzmanlaşmaları onları daha dar bir koşul kümesiyle sınırladığından yanıtlarını kademeli olarak daraltılabileceğini ima etmektedir."

Vücudun sınırları bir ölçüde beynin sınırlarını etkiler. Beyin, vücuttaki reseptörlerden girdi alır (örneğin, somato-duyusal sistem, görsel sistem, işitme sistemi vb.), bu reseptörler beyne bir bilgi kaynağı sağlar. Sonuç olarak beynin sinirsel aktivasyon modellerini ve dolayısıyla yapısını manipüle ederek zihindeki temsillerin inşası üzerinde kısıtlayıcı etkilere yol açarlar. Duyusal sistemler, beynin alabileceği olası bilgileri sınırlar ve bu nedenle bir filtre görevi görür. Bununla birlikte beyin, aynı zamanda vücudun manipülasyonu yoluyla çevre ile etkileşime girebilir (örneğin, hareket, dikkat değişiklikleri, vb.). Böylece çevreyi ve sonradan alınan bilgileri manipüle edebilir. Çevreyi keşfederken pro-aktivite, değişen deneyimlere ve dolayısıyla bilişsel gelişimin değişmesine yol açar.

Yukarıdaki kısıtlamaların tümü, beyinde bilişsel temsiller oluşturmak için etkileşime girer. Biçimlendirme, rekabet ve iş birliği yoluyla gerçekleştiğinden temel ilke bağlam bağımlılığıdır. Rekabet, daha sonra yeni temsiller oluşturan bileşenlerin geliştirilmesinde uzmanlaşmaya yol açar. Öte yandan iş birliği, mevcut bilginin yeniden kullanılmasına izin veren mevcut zihinsel temsillerin kombinasyonlarına yol açar. Temsillerin inşası aynı zamanda çevrenin birey tarafından araştırılmasına da bağlıdır. Bununla birlikte bu pro-aktiviteden türetilen deneyimler, zihinsel temsiller içindeki olası uyarlamaların aralığını sınırlar. Bu tür ilerici uzmanlaşma, geçmiş ve mevcut öğrenme ortamının kısıtlamalarından kaynaklanmaktadır. Temsilleri değiştirmek için çevre, mevcut zihinsel duruma küçük eklemeler yoluyla iyileştirmeler yapar. Bu, yetişkinlerde olduğu varsayılan sabit temsiller yerine kısmi temsillere yol açar.

Nörokonstrüktivizm, bir son ürün kavramının beyinde var olmadığını savunur. Beynin esnekliği, bireysel pro-aktivite ve çevresel etkileşimler yoluyla sürekli değişen zihinsel temsillere yol açar. Böyle bir bakış açısı, herhangi bir mevcut zihinsel temsilin belirli bir ortam için en uygun sonuç olduğunu ima eder. Örneğin, otizm gibi gelişimsel bozukluklarda atipik gelişim, normal gelişimde olduğu gibi çoklu etkileşimsel kısıtlamalara adaptasyonlardan dolayı ortaya çıkar. Bununla birlikte kısıtlamalar farklılık gösterir ve bu nedenle farklı bir son ürünle sonuçlanır. Bu görüş, bozuklukların belirli işlevsel modüllerin izole edilmiş başarısızlıklarından kaynaklandığını varsayan önceki teorilerle doğrudan çelişir.