• Bir insanın beynini ölümden çok kısa bir süre korumaya alarak onun zihnini geleceğe taşımak bir bilim kurgu senaryosu gibi. Bu alanda çalışma yürüten bilim insanları umut verici sonuçlar rapor ediyor.

DOĞAN BARIŞ ABBASOĞLU

İnsan beyni, yaşam sona erdiğinde en hızlı bozulan organlardan biridir. Kalp durduktan sonra kan dolaşımı kesilir ve hücrelerin iç dengesi kısa sürede değişir. Hücrelerin içinde bulunan bazı maddeler kontrolsüz şekilde çalışmaya başlar ve sinir hücreleri kendi kendini parçalamaya yönelir. Bu süreç dakikalar içinde ilerler ve beynin en hassas yapıları hızla zarar görür.

ABD’nin Oregon eyaletinde faaliyet gösteren Nectome adlı şirkette çalışan Borys Wróbel ve ekibi, bu soruna farklı bir yaklaşım geliştirdi. Çalışmalarının temelinde, insan zihnini oluşturan bilgilerin beynin fiziksel yapısında saklı olduğu düşüncesi yer alıyor. Sinir hücrelerinin birbirleriyle kurduğu bağlantıların korunması halinde, bu yapının bir gün çözülebileceği ve zihinsel süreçlerin yeniden oluşturulabileceği varsayılıyor.

Geliştirilen yöntemi denemek için araştırmacılar domuzları kullandı. Deneylerde kalp durduktan yaklaşık 10 dakika sonra domuzların kalbine ince bir tüp yerleştirildi. Bu tüp aracılığıyla vücuttaki kan dışarı alındı ve yerine özel olarak hazırlanmış sıvılar verildi. Bu sıvılar hücreler arasında bağlar oluşturarak, hücrelerin ve iç yapılarının dağılmasını engelliyor. Böylece beynin içindeki yapı, müdahale anındaki haliyle sabitlenmiş oluyor.

 

Müdahalenin zamanlaması kritik

Sonraki adımda dokunun içindeki suyun yerini başka maddeler alıyor. Normal koşullarda su donduğunda genişler ve hücrelere zarar veriyor. Bu değişim sayesinde soğutma sırasında buz oluşumu engelleniyor ve hücreler korunuyor. Ardından beyin yavaş şekilde eksi 32 dereceye kadar soğutuluyor. Bu sıcaklıkta, beynin uzun süre bozulmadan saklanabileceği düşünülüyor.

Deney çerçevesinde yöntemin ne kadar etkili olduğunu anlamak için beynin dış tabakasından alınan örnekler mikroskop altında incelendi. İlk denemelerde müdahale süresi daha uzundu ve bu durumda hücrelerde belirgin hasar görüldü. Kalp durduktan yaklaşık 18 dakika sonra başlanan işlemlerde sinir hücrelerinde bozulmalar ortaya çıktı. Müdahale süresi 14 dakikanın altına indirildiğinde sonuçlar önemli ölçüde değişti. Sinir hücrelerinin yapısı, hücreler arasındaki bağlantılar ve bu bağlantıları oluşturan moleküller büyük ölçüde korunmuş durumda kaldı.

Bilincimiz fizikselse elimizde bir harita var

Araştırmacıların asıl ilgisi, beynin bu yapısal düzeninin gelecekte nasıl kullanılabileceği üzerine yoğunlaşıyor. Beyindeki tüm bağlantıların ayrıntılı bir haritasını çıkarmak, yani her sinir hücresinin diğerleriyle nasıl ilişki kurduğunu belirlemek, zihnin nasıl çalıştığını anlamanın temel yollarından biri olarak görülüyor. Bu bağlantı ağı, düşüncelerimizin, anılarımızın ve algılarımızın fiziksel karşılığı olarak kabul ediliyor.

Bugüne kadar yapılan çalışmalar bu alanda oldukça sınırlı kalmış durumda. Bilim insanları yalnızca küçük hayvanların beyinlerinin bazı bölümlerini ayrıntılı şekilde haritalayabildi. Bir farenin beyninin küçük bir kısmını incelemek bile yıllar süren çalışmalar gerektirdi. İnsan beyni ise çok daha karmaşık bir yapıya sahip olduğu için bu sürecin ne kadar zor olduğu açıkça görülüyor.

Etik ve tıbbi tartışmalar

Bu yöntemin bugünkü haliyle bir insanı yeniden hayata döndürmesi mümkün değil. Kullanılan maddeler canlılığı ortadan kaldırıyor ve geriye yalnızca yapısal bir kayıt bırakıyor. Ortada çalışan bir beyin değil, ayrıntılı biçimde korunmuş bir yapı bulunuyor. Bu yapıdan bir zihnin yeniden oluşturulup oluşturulamayacağı, tamamen gelecekteki bilimsel ve teknolojik gelişmelere bağlı.

Bu konuda farklı görüşler dile getiriliyor. Bazı araştırmacılar, yalnızca fiziksel yapının korunmasının yeterli olmayabileceğini düşünüyor. Onlara göre bilinç, yalnızca sinir hücrelerinin bağlantılarından ibaret olmayabilir. Bir zihnin birebir kopyası oluşturulsa bile ortaya çıkan varlığın aynı kişi olup olmadığı sorusu açık kalmaya devam ediyor.

Yöntemin uygulanabilmesi için ölüm zamanının planlanması gerekiyor. Bu durum, tıbbi ve hukuki tartışmaları da beraberinde getiriyor. Dünyanın birçok yerinde bu tür uygulamalar yasal değil. Ayrıca bu yöntemi tercih eden bir kişi, beyninin gelecekte incelenebileceği ve belki de yeniden bir zihin oluşturulabileceği ihtimaline güvenmek zorunda kalıyor.

 

* * *

İnsan beyin hücreleriyle veri merkezi

Bilgi işlem altyapıları giderek büyüyor ve buna paralel olarak veri merkezlerinin enerji tüketimi de hızla artıyor. Günümüzde yapay zeka sistemlerini çalıştıran büyük veri merkezleri, binlerce güçlü işlemci kullanıyor ve ciddi miktarda elektrik tüketiyor. Bu durum, daha verimli ve farklı çalışma prensiplerine sahip alternatif sistemlerin geliştirilmesine yönelik arayışları hızlandırıyor. Bu arayışlardan biri, doğrudan canlı hücreleri kullanan “biyolojik bilgisayarlar”.

Avustralya merkezli Cortical Labs, bu alanda çalışan sayılı şirketlerden biri. Şirket, insan beyin hücrelerini kullanarak çalışan özel işlem birimleri geliştiriyor ve bu teknolojiyi kullanacak iki ayrı veri merkezi kurmayı planlıyor. Bu merkezlerden biri Melbourne’de, diğeri ise Singapur’da inşa ediliyor. Singapur’daki proje, National University of Singapore ile iş birliği içinde yürütülüyor.

Geleneksel vs biyolojik

Cortical Labs’in geliştirdiği sistem, klasik bilgisayarlardan oldukça farklı bir prensiple çalışıyor. Geleneksel bilgisayarlarda işlemler silikon tabanlı çipler üzerinden yürütülürken, bu sistemde insan sinir hücreleri kullanılıyor. Bu hücreler, çok küçük elektriksel temas noktalarıyla donatılmış yüzeyler üzerine yerleştiriliyor. Bu yüzeyler, hücrelere elektrik sinyalleri göndererek onları uyarabiliyor ve aynı zamanda verdikleri tepkileri ölçebiliyor. Böylece hücrelerin davranışı bir tür hesaplama sürecine dönüştürülüyor.

Şirketin geliştirdiği CL1 adlı sistem, bu yaklaşımın ilk örneklerinden biri olarak gösteriliyor. Bu sistem üzerinde yapılan deneylerde, hücrelerin belirli görevleri öğrenebildiği gözlemlendi. Örneğin, bu biyolojik sistemin bir hafta içinde Doom adlı bilgisayar oyununu oynamayı öğrendiği gösterildi. Bu öğrenme süreci, klasik bilgisayarlardaki gibi doğrudan kod yazılarak değil, hücrelerin tepkilerine göre yönlendirilmesiyle gerçekleşiyor.

Planlanan veri merkezlerinden ilki yaklaşık 120 adet CL1 birimi içerecek. Singapur’daki merkez ise başlangıçta 20 birimle kurulacak, ancak gerekli izinler alındığında bu sayının 1000’e kadar çıkarılması hedefleniyor. Bu altyapı sayesinde Cortical Labs, internet üzerinden erişilebilen bir “beyin tabanlı hesaplama” hizmeti sunmayı planlıyor. Araştırmacılar ve geliştiriciler, bu sistemlere uzaktan bağlanarak deneyler yapabilecek.

Sinir hücreleri klasik bilgisayarlardan çok farklı

Bu tür biyolojik bilgisayarlar dünya genelinde farklı araştırma grupları tarafından da geliştiriliyor, ancak bu sistemlerin kurulumu ve kullanımı oldukça zor. İngiltere’deki University of Essex’ten Michael Barros, bu tür sistemlerin geliştirilmesinin ciddi emek ve maliyet gerektirdiğini belirtiyor. Cortical Labs’in yaklaşımı ise bu teknolojiyi daha geniş ölçekte erişilebilir hale getirmeyi hedefliyor. Bu durum, araştırmacıların kendi sistemlerini kurmak zorunda kalmadan bu tür teknolojilere ulaşabilmesini sağlayabilir.

Bununla birlikte, bu sistemlerin nasıl çalıştığı hala tam olarak anlaşılmış değil. Aynı üniversiteden Reinhold Scherer, sinir hücrelerinin öğrenme süreçlerinin klasik bilgisayarlardan çok farklı olduğunu vurguluyor. Bu sistemlerde doğrudan program yazmak yerine, hücrelerin nasıl tepki verdiğini gözlemleyerek onları yönlendirmek gerekiyor. Bu da süreci daha belirsiz ve deneysel hale getiriyor.

Enerji tüketimi konusu, bu teknolojinin en dikkat çekici yönlerinden biri olarak öne çıkıyor. Cortical Labs, her bir CL1 biriminin yaklaşık 30 watt enerji tükettiğini belirtiyor. Bu değer, günümüzde kullanılan gelişmiş yapay zeka işlemcilerinin tükettiği enerjinin çok altında. İngiltere’deki Loughborough University’den Paul Roach, bu sistemlerin büyütülmesi halinde veri merkezlerinde ciddi enerji tasarrufu sağlanabileceğini ifade ediyor. Geleneksel sistemlerde büyük bir sorun olan soğutma ihtiyacının da bu tür biyolojik sistemlerde daha düşük olması bekleniyor.

Yemek yiyen bilgisayarlar(!)

Yine de bu sistemlerin farklı ihtiyaçları bulunuyor. Sinir hücrelerinin canlı kalabilmesi için beslenmeleri gerekiyor. Bu da veri merkezlerinin yalnızca elektrikle değil, biyolojik süreçlerle de desteklenmesini gerektiriyor. Bu durum, klasik veri merkezlerinden tamamen farklı bir altyapı anlamına geliyor.

Tüm bu belirsizliklere rağmen, insan beyin hücrelerinin bilgi işlem süreçlerinde kullanılması fikri adeta bir devrim niteliğinde. Elektronik sistemlerin sınırlarına yaklaşıldıkça, canlı hücrelerin esnekliği ve öğrenme kapasitesi yeni bir alternatif olarak değerlendirilebilir. Bu yaklaşımın ne kadar ileri gidebileceği ve gerçekten büyük ölçekli sistemlere dönüşüp dönüşemeyeceği, önümüzdeki yıllarda yapılacak çalışmalarla daha net anlaşılacak.