Cerrahlık sanatının belirli uçları yaşayan beyin hakkındaki bilgimizi arttırmıştır; örneğin, Wilder Penfield'ın bilinçli hastaların açık korteksini doğrudan uyarımı ve James Olds ve ekip arkadaşlarının insan beynindeki zevk ve acı merkezlerini tahrik etmesi gibi. Ancak, yaşayan beynin cerrahi araştırması sadece alışılmadık durumlarda kanıtlanabilir. Zihnin günlük çalışmasıyla ilgili yoğun merakımızı gidermek için cerrahın neşterinden daha az saldırgan araçlara ihtiyacımız var.

Dinamiti icat eden Alfred Nobel, bilim, edebiyat ve dünya barışı konularındaki büyük başarıları ödüllendirmek için Nobel Ödüllerini ortaya çıkarmıştır. Fizik dalındaki ilk Nobel Ödülü, X ışınlarını keşfinden dolayı Wilhelm Roentgen'e verilmişti. Normal ışıktan 10.000 kat daha fazla enerji yüklü elektromanyetik radyasyonun bir formu olan X ışınları, yaşayan bedenin iç resmini çıkararak tıp bilimine değer biçilemez bir katkı getirmiştir. Eski moda X-ışını fotoğrafı son zamanlarda, hareket edebilen X-ışını kaynağı ve sabit tarayıcı düzeninden oluşan modern bir teknikle desteklenmiştir. Bu tarayıcılardan gelen bilgi bir bilgisayarla toplanır ve CAT tarama (bilgisayar eksenli tomografi) adı verilen bir teknikle beyin veya başka bir parçanın üç boyutlu görüntüsü ortaya çıkar. Et, bu ışınlar için göreceli olarak daha şeffaf olduğundan, X ışınları beyin gibi yumuşak dokuları incelemekten çok, kemik yapılarını görmeye uygundur. Doktorlar bağırsaklarınızı X ışınlarına karşı daha kesif duruma getirmek için baryum (ağır metal) lavman uygulaması yaparlar.

Son zamanlarda geliştirilmiş olan NMR (nükleer manyetik rezonans) veya MRI (manyetik rezonans görüntüleme) tekniği, X ışınlarıyla oluşturulan kemik taramalarını tamamlayan yumuşak dokuların detaylı resimlerini oluşturabilmektedir. Ayrıca, MRI cihazı manyetik alanlar ve radyo dalgaları kombinasyonuyla vücudu inceler; bu kombinasyondaki iki unsur da, X ışınlarının bazen zarar verebilen etkileriyle kıyaslandığında, bildiğimiz kadarıyla zararsızdır. MRI cihazı zayıf radyo sinyallerini çıkarmak için vücuttaki hidrojen atomlarını harekete geçirmek şeklinde çalışır. Daha sonra bu atomik radyo istasyonlarının yoğunluk ve konumunun üç boyutlu bir haritasını çıkarır. Vücuttaki yumuşak dokuların çoğu üçte ikisi hidrojen olan sudan oluştuğu için, bu işlem beyin de dahil olmak üzere, vücudun etli iç kısmının detaylı bir resmini meydana getirir. MRI cihazı beynin statik resmini oluşturur; diğer teknikler beynin sürekli devam eden faaliyetlerini göstermek için kullanılır.

BEAM tekniğinde (beyin elektriksel faaliyet haritası) çoklu elektrodlar kafatasına bağlanır ve her elektrodun voltajı renkli bir ekranda kayan elektriksel kalıpları gösteren bir bilgisayara gönderilir. BEAM beyinle ilgili gerçek bir hava durumu haritasıdır ve beynin dış zarı yüzeyinde oluşan elektriksel "beyin fırtınaları" konumunu açığa çıkarır. Ancak, kafa yüzeyindeki elektriksel faaliyet, içerideki karmaşık faaliyeti belirsiz bir şekilde yansıtır.

Beyin sapındaki elektriksel faaliyet, kafatası voltajlarında sadece dolaylı olarak yansıtıldığı için, bilinçteki büyük değişiklikler --örneğin, komadan uyanıklığa geçişteki-- kafatası elektriğindeki büyük değişikliklerle karşılaştırılmadan meydana çıkabilir. Beyin, videonuzu besleyen korumalı kablolarda olduğu gibi, elektrik sinyallerinin dış dünyaya sızmasını önlemek amacıyla bilerek tasarlanmış gibi görünmektedir.

Beyin, iletken bir sıvı içinde bulunur ve televizyon kablosunu elektriksel olarak koruyan geçirgen metal kılıfa benzeyen, nem geçirgen destekleyici bir dokuyla sarılmıştır. Ayrıca, televizyon kablosunun koruyucu lastik kaplamasına benzer, ince yalıtıcı bir katmanla (kafatası) kaplanmıştır. Bunun üzerinde de, kafatasının tamamını içine alan saçla kaplı ikinci bir iletken zar vardır. Beynin çoklu elektriksel bariyerlerinden geçmeyi başarabilecek elektrik sinyallerinin çok sağlam olması ve içeride derinlerde devam etmekte olan gizli elektriksel değişikliklerin bir temsilcisi olmaması gerekir.

1 2