Bilim insanları bir sinek beynini hakikaten bilgisayara yükledi mi?

0

BEĞENDİM

ABONE OL

News

0

Eon Systems isimli bir araştırma şirketi, biyolojik bir beynin hücre hücre kopyalanarak bilgisayarda canlandırıldığı ‘tüm beyin emülasyonu’ periyodunu resmen başlattıklarını öne sürdü.

Şirketin araştırmacılarından Dr. Alex Wissner-Gros, X platformunda paylaştığı bir yazıda yetişkin bir meyve sineğinin beyninin dijital ortama aktarıldığını söz etti.

Duyuruyu yorumlayan birtakım kullanıcılar kelam konusu meyve sineğinin artık resmen simülasyonda yaşadığını düşünüyor. Kimileri ise gelişmenin abartılı yorumlandığı görüşünde.

ŞİRKET TAM OLARAK NE YAPTI?

2024 yılında hakemli bilimsel mecmua Nature’da yayımlanan bir makalede, ortalarında şirketten bir araştırmanın da bulunduğu bir dizi bilim insanı, meyve sineğinin 125 bin nöron ile 50 milyon sinaptik kontağını içeren hesaplamalı beyin modelini yaptıklarını açıklamıştı.

Yani takım, yetişkin bir meyve sineğinin (Drosophila melanogaster) tüm beyninin bilgisayar modelini oluşturmuştu. Bu model, 125 binden fazla nöron, 50 milyon sinaptik temas ve gerçek hudut haritası dataları içeriyordu. İki hudut hücresinin (nöron) yahut bir hudut hücresi ile bir kas/bez hücresinin karşılaştığı, sinyallerin (elektriksel yahut kimyasal) iletildiği özel irtibat noktalarına “sinaptik bağlantı” ismi veriliyor.

Model ayrıyeten yapay zeka yardımıyla oluşturulan nörotransmitter (nöronlar ortasında yahut kas/bez hücrelerine sinyalleri ileten kimyasal haberciler) bilgileri de içeriyordu.

Model, sineğin motor davranışları, yani hareketleriyle yüzde 95 doğrulukla uyuşuyordu.

“BEYNE ARTIK BİR BEYİN VERİLDİ”

Daha evvel 302 nöronlu C. elegans çeşidi solucanlar üzerinde deneyler yapılmıştı lakin meyve sineğinin beyni çok daha karmaşık bir yapıya sahip.

Ancak bu nispeten karmaşık beyin modelinin bir “bedeni” yoktu. Wissner-Gros son duyurusunda Eon Systems’in artık bu modele bir “beden” verdiğini savundu.

Söz konusu dijital vücut, şu bileşimden oluşuyor:

– Evvelki tüm beyin modeli

– NeuroMechFly v2 isimli fizikî sinek simülasyonu programı

– Beden modüllerinin uyumunu açıklayan hudut ağı araştırmaları

SİMÜLASYON NASIL ÇALIŞIYOR?

Böylece beyin ve fizik kurallarıyla çalışan dijital sinek gövdesi birebir simülasyonda birleştirildi. Süreç şöyle işliyor: Simülasyon etraftan duyusal bilgi alıyor, bu bilgi sineğin tüm hudut ağı boyunca yayılıyor, beyin motor komutları üretiyor ve simüle edilmiş vücut hareket ediyor.

Bir sinek yürürken gözleri, bacak sensörleri ve dokunma sensörleriyle daima bilgi topluyor. Simülasyonda ise gerçek bir sensör yok. Fakat MuJoCo simülasyon motoru, sanal dünyayı daima hesaplıyor; yani her milisaniyede sineğin pozisyonu, suratı ve ayağın yere temas edip etmediği ve görüş alanında ne olduğu üzere bilgileri biliyor. Bunlar sayısal datalara çevrilip “sinir sinyali”ne çevriliyor. Dijital beyin bunu gerçek sinyal sanıyor. Sonunda da bu doğrultuda hareket ediyor.

EĞİTİM YOK, DOĞAL HAREKETLER VAR

Wissner-Gros, bu dijital sineğe nasıl yürüyeceğini öğretmedikleri yahut yapay zeka teknolojilerinde olduğu üzere “makine öğrenmesi” yahut “pekiştirmeli öğrenme” tekniklerine başvurulmadığını vurguluyor.

Bunun yerine dijital sinek, “doğuştan gelen bilgiyi” kullanmaya devam ediyor. Araştırmacılara nazaran yazılım çalıştırıldığı an dijital sinek “uyandı” ve ne yapması gerektiğini bilerek yürümeye başladı. Biyolojik devrelere işlenmiş olan içgüdüler, dijital ortamda birebir karşılık buldu.

Daha evvelki çalışmalar ya “vücudu olmayan beyinler” ya da “beyni olmayan (yapay zeka ile hareket eden) vücutlar” üzerineydi. DeepMind üzere devlerin çalışmaları pekiştirmeli öğrenmeye dayanırken, Eon’un modeli direkt biyolojik devre dinamiğini kullanıyor.

ŞÜPHELER NELER?

Çalışmayla ilgili itirazlar daha çok “meyve sineğinin beyninin bilgisayara yüklendiği” tarafındaki popülerleştirilmiş söylemdi.

İtirazlardan biri teknoloji teşebbüsçüsü Chomba Bupe’den geldi. Bupe, X’teki paylaşımında, “Temelde yaptıkları şey, sineğin beynindeki kimi sinirsel aktiviteleri kestirim etmek üzere kolaylaştırılmış bir model çalıştırmak, tüm beyni simüle etmek değil” dedi.

“Harika bir çalışma lakin hayır, sineğin beyni şimdi bilgisayara yüklenmedi zira model gerçek beynin çok kolaylaştırılmış bir versiyonu. ‘Zihin yükleme’ tabiri, organizmanın davranışının tüm bilişsel istikametlerini, şuuru de dahil olmak üzere, bir bilgisayara aktardığınız manasına gelir.”

BEYİN KABLOLARDAN MI İBARET?

Nörobilimci Dan Turner-Evans da meyve sineği beyin haritaları (konnektom) üzerinde 6 yıldan fazla çalışmış biri olarak, toplumsal medyada oluşan çok heyecanın gerçekçi olmadığını düşünüyor.

Turner-Evans , “Beynin ilişki haritası çıkarmak çok etkileyici; biyomekanik vücut simülasyonları da çok etkileyici; ikisini birleştirmek hakikaten hoş bir başarı” dedi ve ekledi:

“Ama konnektomlar hala ÇOK fazla bilgiden mahrum. Solucanın konnektomuna 30 yıldan fazla bir müddettir sahibiz ve hala sanal bir solucanı sağlam bir biçimde simüle edemiyoruz.”

Bilim insanına nazaran konnektomlar, hangi nöronun hangisine bağlı olduğu bilgisini verse de irtibatın gücü, kimyasal durum, hormon tesirleri ve vakitle değişim üzere bilgileri vermiyor.

UZUN VADELİ HAFIZASI YOK

Eon Systems’in CEO’su Michael Andregg de çalışmanın kimi sınırlamaları olduğunu kabul ediyor.

Örneğin çalışmada “Sızıntılı Entegrasyon ve Ateşleme” (Leaky Integrate-and-Fire) modeli kullanılıyor. Bu, hudut biliminde en kolay lakin çok güçlü nöron modeli. Emeli ise gerçek nöronun elektriksel davranışını biyolojik detaylara boğmadan, matematiksel olarak taklit etmek.

Bu modelde nöron, öteki hücrelerden gelen küçük elektrik sinyallerini vakit içinde biriktiriyor. Şayet biriken elektriksel potansiyel muhakkak bir eşik pahası aşarsa nöron kısa bir elektrik darbesi üretiyor (fire) ve akabinde başlangıç düzeyine dönerek yine sinyal toplamaya başlıyor. Böylelikle model, gerçek nöronların karmaşık biyokimyasal detaylarına girmeden, “sinyalleri topla, vakitle biraz unut, eşik aşılınca ateşle ve sıfırla” prensibiyle çalışıyor.

Ancak gerçek biyolojide olduğu üzere bu birikim kalıcı değil. Burada nöron gelen sinyalleri sonsuza kadar tutmuyor; vakitle unutup “sızdırıyor”.

Andregg, “Vücut taranmadığı için gerçek motor nöronları izleyemiyoruz” diyor ve ekliyor:

“Bu sinek şu anda uzun vadeli hafıza oluşturamıyor.”

Ancak Andregg, sonuçta sinek beynini “bilgisayara yükledikleri” telaffuzunda ısrarcı.

“Bu, bizim görüşümüze nazaran, hakikaten bilgisayara yüklenmiş bir hayvan. Tecrübesinin ne olduğunu bilmiyoruz; kimse bilmiyor. Fakat bu mümkünlüğü ciddiye alıyoruz ve ona yalnızca bir test kutusu değil, varlıklı bir ortam sağlamak için çalışıyoruz.”