Yeni anlamıyla “kaos”,basit süreçlerin yarattığı düzenli düzensizliktir. Gerçekten gelişigüzel olan veriler tanımlanması mümkün olmayan bir karmaşa halinde yayılmış durumda kalmaktadır. Buna karşılık kaos,-determinist ve paternli- verileri görülebilen şekillerin içine çekmektedir. Düzensizliğe götürmesi mümkün olan bütün yolların arasından ancak birkaçını tercih etmektedir.

Çağdaş bilimin yeni kavramı “Kaos”, düzensizlik ve aperiyodiklik (periyodik olmayan), gelişigüzellik, karmaşa durumu, rastantısalllık gibi anlamları içermekte. Biliyorum bu kavramlar herkese tanıdık gelmeyecektir. Ancak bu kadar tanımlama bile kaos kavramını açıklamaya yetmiyor. Daha önceleri klasik bilimin algıları dışında kalan birçok olayın,yeni yeni anlaşılmaya başlanan bu bilimin kurallarına uyduğu görüldü. Anlamaya başladıkça kaos’un doğada yaygın bir fenomen olduğu açığa çıkmaya başlamıştı.

Türbülans, fraktaller, garip çekiciler gibi. Bununla birlikte vücudumuzun biyolojik yapısının zaman zaman kaotik davrandığı görüldü. İşin şaşırtıcı yönü bu determinist sistemde kaos aniden ve öngörülemez bir şekilde ortaya çıkmaktadır. Tabii kaos’un öngörülemezliği onun temel özelliklerinden biridir ve bilim adamları öngörülmezliğin kurallarını belirlemek için uzun bir süredir çalışmaktadır.

Çözümsüz problem “Türbülans” ta olduğu gibi. Türbülans bir akışkanda aniden ortaya çıkan bir kaotik durumdur. Hemen hemen tüm büyük fizikçiler türbülans üzerine kafa yormuştur. Kuantum teoricisi Werner Heisenberg ile ilgili olarak anlatılan bir hikaye vardır; buna göre, Heisenberg ölüm döşeğinde Tanrıya iki soru soracağını söylermiş:

“Neden relativite var ve neden türbülans var?“

Heisenberg demiş ki, ”Eminim, sadece ilk soruya cevap verebilecektir.” Durum bu kadar vahimken türbülans üzerinde çalışan birkaç bilim adamı türbülans üzerine teoriler üretmişlerdir. Çok ilginç bir konu olmakla birlikte türbülanstan daha sonra bahsetmek istiyorum.

Biyolojik Ritimler.

Şimdi kendi konumuza dönersek vücudumuzun biyolojik ritminde mikro yada makro ölçekte kaotik davranışların ölümcül olanına, yani, kalpte oluşanına bakalım. Vücudumuzda ki kaos ile bir çok organla ilgili şaşırtıcı buluşlar yapılmıştı. Ancak, organlardan biriyle yapılan buluşlar, diğerlerini tamamen gölgeledi. Bu organ kalpti; kalbin canlı ritmi, istikrarlı ya da istikrarsız da olsa, sağlıklı ya da patalojik bile olsa, hayatla ölüm arasındaki sınırı çiziyordu(1). Kuşkusuz kalb “hepimiz için hayati öneme sahip bir dinamik sistemdir”.

Türbülansla ilgili önemli çalışmaları bulunan ünlü Fransız bilim adamı David Ruelle bu konuyla ilgili olarak: ”Normal kardiyak (kalp sistemi ile ilgili) sistem periyodiktir, ancak birçok patalojiler de vardır ki bunlar insanı istikrarlı bir duruş durumuna, yani ölüme götürebilir. Kalbin çeşitli dinamik rejimlerini simüle edebilen gerçekçi bir matematiksel modelin bilgisayarla incelenmesi halinde, tıpta büyük yararlar sağlanabileceği görülmektedir.”

Kalbimiz temelde basit görünse de son derece karmaşık bir yapıdadır. A.B.D ve Kanada da birçok bilim adamı ekibi bu çağrıya karşılık verdiler. Zaten kalp atışlarındaki düzensizlikler, yıllar önce keşfedilmiş, sınıflandırılmıştı. Tecrübeli bir kulak, düzinelerce düzensiz ritmi birbirinden ayırdedebilir. Tecrübeli bir göz elektrokardiyogramın dikenli şekillerinde düzensiz bir ritmin kaynağı ve vahameti hakkında bir bilgi sahibi olabilir.

Bu konuda o kadar çok isimlendirme vardır ki, konuya yabancı insanlar problemin zenginliği hakkında bir fikir edinebilirler. Biraz örnek vermek gerekirse kalbin ekoptik atışları, elektrik alternasları ve torsades de pointesleri vardır. Yüksek dereceli blok ritimler, kaçış ritimleri, parasistol (artiyal, vantriküler, pür ya da modüle), Wenckebach ritimleri (basit veya kompleks), taşikardi vs.

Bunların içinde insan hayatına sebep olması bakımından en tehlikelisi; Fibrilasyondur. Ritimlere-ritim düzensizliklerine- verilen bu isimler hekimleri rahatlatır. Buna karşılık tıpta kaos ile uğraşan araştırmacılar, klasik kardiyolojinin, anlamakta güçlük çektiği nedenleri görmezlikten gelmek için yapay gruplandırmalara başvurduğu, düzensiz kalp atışları konusunda yanlış genellemeler yaptığını keşfetmeye başladılar.

Kısacası, kalbin ritimleri ile dinamik bilimi arasında bir bağ vardı.Bu bağı kuran araştımacılardan biri Montreal deki McGill üniversitesinden Leon Glass’a göre kalp uzmanlarının ortak bir özelliği, birbiriden farklı birçok ritim bozukluğuna kısa bir elektrokardiyogram eridine bakarak tanı koymalarıdır. Glass’a göre “dinamiğin incelenmesi, insanın ders kitaplarına bakıp tahminde bulunmasından çok daha dolgun bir yöntemdir.” Kalbimizde neler oluyor? “Kalp atışlarını dinleyen bir doktor akışkan maddenin akışkana, akışkanın katı maddeye ve katı maddenin yine katı maddeye sürtünmesinden doğan şırıltıyı ve çarpma seslerini duyar. Kan odalar arasında dolaşır, arkasındaki kasların kasılmasıyla sıkışır, sonra da yolunun üzerindeki cidarları gerer. Lifli kapakçıklar kanın geri akışını engellemek amacıyla kulağın duyabildiği bir şakırtı sesiyle kapanır. Kalp adalesinin kasılması üç boyutlu bir elektirksel faaliyet dalgasına bağlıdır. Kalbin davranışının tek bir kısmını modellemek bir süper bilgisayarın gücünün sınırlarını zorlar. Kalbin çevrimini tüm ayrıntılarıyla modellemek ise imkansızdır.”

Kanın kalp içinde ki hareketinde kulakçıklar hayati rol oynarlar. Kanın pompalama yapılan kalp odacıklarına girebilmesi için bu kulakçıkların yol vermesi gerekir. Kalp kanı ileriye doğru bastığında kanın geri gelmesini engellemek için kapakçığın içinin dolması ve basınç dolayısı ile hızla kapanması gerekir; tabii bunu durmadan, sızdırmadan, yırtılmadan iki,üç milyar kere yapması gerekmektedir. Mühendislerin insan yapısı kulakçıkları ise asla bu kadar iyi olamamıştır. Hayvanlar üzerindeki deneylerde sızdırma,yırtılma gibi problemlerle sıkça karşılaşılmıştır. Bu sorunlar halledilebilmesine rağmen üstesinden gelinemeyen bir sorun sıvının kalp içindeki akış kalıpları değiştirildiğinde, suni kapakçıklar türbülans ve durağanlık alanları yaratmaktadır; kan durağanlık haline geçince ise pıhtılar oluşur, pıhtı kopup beyne giderse beyin içindeki tıkanmalar felce sebep olur.

Suni kapakçıklar yapılmasındaki en büyük sorun, işte bu olmuştur. Ancak 1980’li yılların ortalarında bir grup Amerikalı matematikçi, kalbin hareketinin resimlerini yaptılar. Bu resimler bilgisayar simülasyonu olarak iki boyutlu olmalarına rağmen, anlatılmak isteneni kolayca açıklayabiliyordu. Kan hücrelerini temsilen yüzlerce benek kapakçığın içinde geçip akmakta, kalbin elastiki cidarlarını germekte ve dönen girdaplar yaratmaktadır. Bu durum aslında klasik akışkanlar dinamiği problemine üst düzeyde bir komplekslik eklemektedir. Çünkü bu hareket uçak kanadının üzerinden akan hava gibi katı bir yüzey üzerinde değildir. Bu modelde kalbin iç duvarları elastikidir ve bu durum nonlineerdir (lineer olmayan,doğrusal olmayan). Nonlineer sistemler ise çözümü hayli güç veya imkansız sistemlerdir.

Fibrilasyon ve kalbimizdeki kaos.

Elektrokardiyografi cihazları kalbimizdeki elektiriksel aktiviteyi ve ritimleri gösterir. Ritm bozukluğu son derece öldürücü sonuçlar verebilen bir sorundur. Kalp karıncığı fibrilasyonu sadece Amerika Birleşik Devletleri’nde her yıl yüzbinlerce ani ölüme sebebiyet vermektedir. Bu vakaların çoğunun bilinen kendine özgü sebebi; toplardamarın tıkanarak kanı pompalayan kasın ölümüne yol açmasıdır.

Kokain kullanımı, asabi stres, hipotermi gibi nedenler de insanlardaki fibrilasyon riskini artırmaktadır. Ancak, çoğu vakalarda fibrilasyonu başlatan sebep üzerindeki esrar perdesi kaldırılamamaktadır.

Fibrilasyonu şöyle açıklayabiliriz; Kalp kasları kasılıp gevşemek yerine, yani tekrarlı ve periyodik olarak kasılıp gevşeyeceği yerde, koordinasyonsuz olarak ve çaresizlik içinde, büzülüp kırışarak kanı pompalar. Normal çarpan bir kalpte, elektrik sinyali (bilindiği gibi kalp kasları,aldıkları elektriksel sinyaller vasıtasıyla kasılıp gevşerler) kalbin üç boyutlu yapısı içerisinde koordineli bir dalga olarak yol alır. Sinyal geldiğinde bütün hücreler kasılır. Sonra her hücre uyarmaya cevap veremeyip kritik bir süre boyunca gevşer, bu süre içinde erkenden yeni bir kasılma mümkün değildir. Fibrilasyonlu bir kalpte bu dalga(elektriksel sinyal dalgası) parçalanır. Kalp ne tamamen kasılabilir ne de tamamen gevşeyebilir.

Fibrilasyonda, aslında kalbi oluşturan öğeler ayrı ayrı gayet iyi çalışmaktadır. Elektrik sinyali oluşturan düğümler sinyal göndermekte,hücrelerden olumlu cevap almaktadır. Her hücre doğru bir biçimde kasılır, uyarımı yanındakine aktarır, bir sonraki uyarım durumuna kadar gevşeme durumuna geçer. Dolayısıyla otopside, kalp adelesi hiç bir zarar görmemiş olabilir. İşte bu durumdan ötürü, kaos uzmanları global ve yeni bir yaklaşıma ihtiyaç olduğunu düşünmüşlerdir:

Fibrilasyonlu bir kalbin bazı bölümleri oldukça iyi çalıştıkları izlenimini vermekte, oysa kalp, bütünü itibariyle iflas derecesinde bozulabilmektedir. Fibrilasyon, karmaşık bir sistemin ürettiği bir düzensizliktir. Kalbin fibrilasyonu kendi kendine yok olmaz. Bu tür kaos istikrarlıdır. Ancak bir defibrilasyon cihazından verilecek bir elektrik deşarjı kalbi tekrar eski düzenli durumuna geri döndürebilir. Defibrilatörler genelde işe yarar cihazlardır. Defibrilatörler de, ritim bozukluklarında kullanılan ilaçlarda hep deneme yanılma yoluyla uygulanmaktadır. Örneğin bu deşarjın büyüklüğünü belirlemek tamamen deneyseldir ve bu konuda herhangi bir belirleyici veri yoktur. Teorik biyolog Arthur T. Winfree bunlara “kara büyü” demektedir.

“Son yirmi yılda kalbin muazzam kompleks yapısının bütün bölümlerinin ayrıntılı ve dakik mekanizmalarının araştırıldığı son 20 yılda müthiş ilerlemeler kaydedilmiştir. Yapılan çalışmaların büyük kısmı doğru yoldadır. İşin ihmale uğrayan kısmı diğer tarafıdır,yani kalbin nasıl çalıştığı hakkında ki global bir bakış açısı oluşturma çabalarıdır.”

Benim görüşüme göre,kalp gibi karmaşık bir sistemin, bu karmaşık ve anlaşılması güç sistemin ürettiği kaosun tam anlamıyla kavranması tıp ve diğer pozitif bilimlere büyük katkı sağlayacak ve birçok hayatın kurtarılmasına bir vesile olacaktır. Son zamanlara kadar anlaşılamamış bir çok olayın ve sistemin bünyesinde kaos içermesi, doğanın uzun süre bizden gizlediği yada adını koyamadığımız bu gerçeğin son yıllarda tüm bilimlerde etkin bir üst bilim haline gelmesi incelenmeye değer ve dikkat çekici bir konu olarak kalmaya devam edecektir.