Geleceğin bilgisayarları beyin hücreleriyle çalışabilir

John Hopkins Üniversitesi

Johns Hopkins araştırmacıları yeni keşifleriyle ‘organoid zeka’ alanında çığır açıyor. İlerleyen yıllarda daha da geliştirilmesi planlanan ‘biyobilgisayarlar’, gelecekte ihtiyaç duyacağımız aşırı yetenekli ve az maliyetli bilgisayarların öncülleri niteliğinde. Bu teknolojinin modern bilişim sektörünün yeteneklerini katlayarak genişletmesini ve yeni araştırma alanları yaratmasını bekleyen Johns Hopkins Üniversitesi araştırmacılarının aktardığı kadarıyla, insan beyni hücrelerince desteklenen bir ‘biyobilgisayar’ yaşam süremiz içinde geliştirilebilir.

Araştırma ekibi ‘Frontiers in Science’ dergisinde yayınladıkları yeni makalede ‘organoid zekâ’ planlarını özetleyerek aktarıyor. Araştırmaya öncülük eden ve Johns Hopkins Bloomberg Halk Sağlığı Okulu ile Whiting Mühendislik Okulu’nda çevre sağlığı bilimleri profesörü olan Thomas Hartung, “Bilgi işlem ve yapay zekâ alanları, teknoloji devrimine öncülük ediyor alsa da bir sınıra ulaşıyorlar” diyor: “Biyobilgisayar, var olan teknolojik sınırların ötesine geçmek doğrultusunda hesaplama gücünü daha da sıkıştırmayı ve verimliliğini artırmayı amaçlayan devasa bir uğraş.”

GELECEĞİN BİLGİSAYARLARI ORGANİK OLACAK

Bilim insanları yaklaşık yirmi yıldan beridir, insan ya da hayvan üzerinde yapılan testleri kullanmaksızın, böbrekler, akciğerler ve diğer organlar üzerinde deneyler yapmak amacıyla tam anlamıyla yetişkinliğe ermiş organlara benzeyen ve laboratuvar ortamında yetiştirilen dokular olan küçük ‘organoidleri’ kullandılar. Daha yakın dönemde Hartung ve Johns Hopkins’ten meslektaşları, beyin organoidleri, yani bir kalem ucu büyüklüğünde küreler olan ve diğer özelliklerle birlikte öğrenme ve hatırlama gibi temel işlevleri sürdürmeyi vaat eden nöronlar üzerinde çalışıyorlar.

Hartung, “Bu, insan beyninin nasıl çalıştığını konu edinen araştırmaların önünü açıyor” diyor: “Zira sistemi manipüle etmeye/yönlendirmeye, insan beyni üzerinde etik açıdan yapamayacağınız şeyleri yapmaya başlayabilirsiniz.”

Hartung, 2012 yılında, yeniden programlanarak embriyonik kök hücre benzeri bir duruma geçirilen insan derisi örneklerinden sağlanan hücreleri kullanarak beyin hücrelerini işlevsel organoidler biçiminde yetiştirmeye ve birleştirmeye başladı. Bir meyve sineğinin sinir sistemi büyüklüğündeki organoidlerin her biri, yaklaşık 50 bin hücre içeriyor. Ve artık, buna benzer beyin organoidleriyle fütüristik bir bilgisayar geliştirmeyi tasarlıyor.

Hartung, bu “biyolojik donanım” üzerinde çalışan bilgisayarların, gelecek on yıl boyunca git gide sürdürülemez hale gelecek olan süper hesaplama işlemlerinin gerektireceği enerji tüketimi ihtiyacını azaltmaya başlayabileceğini ifade ediyor. Bilgisayarlar, sayıları ve verileri kapsayan hesap işlemlerini insanlardan daha süratli biçimde gerçekleştirse de, beyin, bir köpeği bir kediden ayırmak gibi karmaşık mantıksal kararlara ulaşmada çok daha akıllı.

BEYNİN ÖTESİNE GEÇMEK KOLAY OLMAYACAK

Hartung, “Beyin hala modern bilgisayarlardan çok daha üstün” diyor: “ABD’nin Kentucky kentinde bulunan en yeni süper bilgisayar olan Frontier, 600 milyon dolara mâl olan, yaklaşık 630 metrekare genişliğe sahip bir donanım. Yalnızca bir kez, geçtiğimiz yılın haziran ayında, ilk defa tek bir insan beyninin hesaplama kapasitesini aştı fakat milyonlarca kat daha fazla enerji kullandı.”

Hartung, organoid zekânın bir fare düzeyinde akıl sahibi olacak bir sisteme güç sağlamasının onlarca yıl gerektirebileceğini belirtiyor. Bununla beraber, beyin organoidlerinin üretimini artırarak ve onları yapay zeka yardımıyla eğiterek, biyobilgisayarların üstün bilgi işlem hızını, gücünü, veri verimliliğini ve depolama becerilerini desteklediği bir gelecek öngörüyor.

Hartung, “Herhangi bir bilgisayar türüyle kıyaslanabilir bir hedefe ulaşmak onlarca yıl alacak” diyor: “Ne var ki eğer bu doğrultuda finansman programları hazırlamaya başlamazsak, bunu başarmak çok daha güç olacak.”

BEDENSEL SORUNLAR İÇİN DE ÇÖZÜM OLABİLİR

Johns Hopkins Çevre Sağlığı ve Mühendisliği bölümünde yardımcı doçent olan Lena Smirnova, organoid zekânın, nörogelişimsel bozukluklar ve nörodejenerasyon alanlarında kullanılan ilaç testlerinde de bir devrim yaratabileceğini belirtiyor.

Smirnova, “Alışılmış biçimde yetişkin bağışçılardan sağlanan beyin organoidlerini otizmli bağışçılardan alınan beyin organoidleri ile karşılaştırmayı istiyoruz” diyor. “Biyolojik bilgi işlem amacıyla tasarladığımız araçlar, hayvanları kullanmak ya da hastalara ulaşmak zorunda kalmaksızın nöronal ağlardaki otizme has farklılıkları kavramamızı sağlayacak araçlarla aynı; bu sayede hastaların bu tür bilişsel sorunlarının ve bozukluklarının ardındaki mekanizmaları anlayabiliriz.”

Organoid zeka ile çalışmanın etik sonuçlarını ele almak amacıyla, çeşitli bilim insanları, biyoetikçiler ve halk üyelerinden oluşan bir konsorsiyum araştırma ekibine dahil edildi.

Yazının orijinali EurekAlert sitesinden alınmıştır. (Çeviren: Tarkan Tufan)