ilk "Sentetik Biyolojik Zekası"
~ Toplum Bir iliskiler Sebekesidir. ~
Dünyanın ilk "Sentetik Biyolojik Zekası" canlı insan hücreleri üzerinde çalışıyor
İnsan beyin hücrelerini silikon donanımla birleştirerek akışkan sinir ağları oluşturan dünyanın ilk "biyolojik bilgisayarı" ticari olarak piyasaya sürüldü ve yapay zeka teknolojisinde yeni bir çağın başlangıcı oldu. Avustralyalı şirket Cortical Labs'ın CL1'i, şu anda var olan herhangi bir yapay zekadan daha dinamik, sürdürülebilir ve enerji açısından verimli olan yepyeni bir tür bilgi işlem zekası sunuyor ve önümüzdeki aylarda kullanıcıların eline geçtiğinde potansiyelini görmeye başlayacağız.
Sentetik Biyolojik Zeka (SBI) olarak bilinen Cortical'ın CL1 sistemi, 2 Mart 2025'te Barselona'da resmen başlatıldı ve bilim ve tıbbi araştırmalar için bir oyun değiştirici olması bekleniyor. Silikon "çip" üzerinde oluşan insan hücresi sinir ağları, esasen sürekli gelişen organik bir bilgisayardır ve arkasındaki mühendisler, o kadar hızlı ve esnek bir şekilde öğrendiğini söylüyor ki, ChatGPT gibi mevcut büyük dil modellerini (LLM'ler) eğitmek için kullanılan silikon tabanlı AI çiplerini tamamen geride bırakıyor.
Cortical kurucusu ve CEO'su Dr. Hon Weng Chong, "Bugün, Cortical Labs'ı neredeyse altı yıldır destekleyen bir vizyonun doruk noktasıdır," dedi. "Son yıllarda bir dizi kritik atılım yaşadık, en önemlisi Neuron dergisindeki araştırmamızdı. Bu araştırmada kültürler simüle edilmiş bir oyun dünyasına yerleştirildi ve Pong arcade oyununu taklit etmek için elektrofizyolojik uyarım ve kayıt sağlandı . Ancak, uzun vadeli misyonumuz bu teknolojiyi demokratikleştirmek ve araştırmacıların özel donanım ve yazılıma ihtiyaç duymadan erişebilmesini sağlamaktı. CL1 bu misyonun gerçekleşmesidir."
🔻Pong , masa tenisini simüle eden iki boyutlu bir spor oyunudur.❗️
Bunun çığır açıcı bir adım olduğunu ancak SBI sisteminin tam kapsamının ancak kullanıcıların eline ulaştığında görüleceğini sözlerine ekledi.
"'Wetware-as-a-Service' (WaaS) sunuyoruz," diye ekledi - müşteriler CL-1 biyobilgisayarını doğrudan satın alabilecek veya sadece çiplerde zaman satın alabilecek, bulut üzerinden kültürlü hücre teknolojisiyle çalışmak için bunlara uzaktan erişebilecekler. "Bu platform, dünyanın dört bir yanındaki milyonlarca araştırmacının, yenilikçinin ve büyük düşünürün CL1'in potansiyelini somut, gerçek dünya etkisine dönüştürmesini sağlayacak. Onlara Ar-Ge'ye yatırım yapmaları ve yeni atılımlar ve araştırmalar yapmaları için platform ve destek sağlayacağız."
Bu dikkat çekici beyin hücresi biyobilgisayarları, ilaç keşfinden klinik testlere, robotik "zekanın" nasıl inşa edildiğine kadar her şeyi devrimleştirebilir ve ihtiyaca bağlı olarak sınırsız kişiselleştirmeye olanak tanır. 2025'in ikinci yarısında yaygın olarak piyasaya sürülecek olan CL1, Cortical için muazzam bir başarıdır ve New Atlas'ın yakın zamanda şirketin Melbourne genel merkezine yaptığı ziyarette gördüğü gibi, buradaki potansiyel Pong'dan çok daha geniş kapsamlıdır .
Ekip, 800.000 insan ve fare nöronunu bir çipe yerleştirerek ve bu ağı video oyunu oynayacak şekilde eğiterek kendi kendini uyarlayan bir bilgisayar 'beyni' geliştirdikten sonra 2022'de uluslararası manşetlere çıktı. New Atlasokuyucuları, Cortical Labs ve SBI'ye doğru attığı biçimlendirici adımlarla zaten aşina olabilir; Loz Blain, bilgiyi işlemede yeni, uyaranlara duyarlı yollar oluşturmak için ayarlama ve uyarlama yeteneğine sahip bu kendi kendini ayarlayan sinir ağının ilk gelişmelerini ele alıyor .
Baş Bilim Sorumlusu Brett Kagan 2023'te Blain'e "Bunu aslında diyelim ki hayvan veya insandan farklı bir yaşam biçimi olarak görüyoruz," dedi. "Bunu zekaya mekanik ve mühendislik yaklaşımı olarak düşünüyoruz. Zekanın alt yapısını, yani biyolojik nöronları kullanıyoruz, ancak bunları yeni bir şekilde birleştiriyoruz."
Cortical Labs, hem teknoloji hem de isim açısından önemli ilk adım olan ancak artık kullanılmayan DishBrain'den bu yana uzun bir yol kat etti. Şimdi, CL1'in ticarileştirilmesiyle araştırmacılar teknolojiyle bizzat ilgilenebilecek ve çok çeşitli gerçek dünya uygulamalarını keşfetmeye başlayabilecek.
New Atlas , geçen yılın sonlarında bu lansman öncesinde Cortical Labs'ın Melbourne merkezinde Kagan ve ekibini ziyaret ettiğinde, biyoteknolojinin DishBrain'den bu yana ne kadar yol kat ettiğini ilk elden gördük. CL1, nispeten basit, kararlı donanım, "ıslak yazılımı" (insan beyin hücreleri) optimize etmenin yeni yolları ve tam işlevli bir beyin gibi çalışan bir sinir ağı yetiştirme yolunda önemli adımlar içeriyor. Ya da Kagan'ın devam eden bir çalışma olarak açıkladığı gibi, "Minimal Viable Brain. "
🔻Yukarıdaki ilerleyiş örneği MVP üzerine sıkça karşımıza çıkan ve en basitçe seçmemiz gereken ilerleyişi göstermektedir. Girişim ekosisteminin Ömer Abi’si Ömer Erkmen, MVP’yi “İnsan içine çıkabilecek ürün” olarak tanımlamıştır. Görsel ve tanımı bir arada yorumlamak gerekirse, son durumunun araba olduğu bir ürünün mininmum geçerli ürünü bir tekerlek veya bir biriyle bağlanmış iki tekerlek olamaz. MVP’niz işe yarayan ve sizin son ürününüzün en temel özelliklerini içinde barındıran bir yapıda olmalıdır.❗️
2022 yılında ekip, tamamlayıcı metal oksit yarı iletken (CMOS) teknolojisine dayalı yüksek yoğunluklu çok elektrotlu dizilere (HD-MEA'lar) entegre edilen kemirgen ve insan kaynaklı pluripotent kök hücrelerin (hiPSC'ler) otonom, son derece verimli bilgi alışverişi yolları oluşturmak için elektrofizyolojik olarak nasıl uyarılabileceğini gösterdi.
Bunu yapmak için, beyin hücrelerini istenen davranışları sergilediklerinde ödüllendirmenin ve bir görevi başaramadıklarında cezalandırmanın bir yoluna ihtiyaçları vardı. DishBrain deneylerinde, öngörülebilirliğin anahtar olduğunu kanıtladılar; nöronlar enerji açısından verimli, öngörülebilir sonuçlar üreten bağlantılar arar ve bu ödülü aramak için ağlarını uyarlarken, rastgele, kaotik bir elektrik sinyali üreten davranışlardan kaçınırlar.
Ancak Kagan'ın da açıkladığı gibi bu sadece bir başlangıçtı.
"Mevcut sürüm tamamen farklı bir teknoloji," dedi Kagan Blain ve bana. "Önceki, temelde size gerçekten yüksek yoğunluklu bir okuma sağlayan CMOS çipi adı verilen bir şey kullanıyordu, ancak opaktı, hücreleri göremiyordunuz. Ve başka sorunlar da vardı - örneğin, bir CMOS çipiyle uyardığınızda, yükü çekemiyorsunuz; yükü de dengeleyemiyorsunuz. Uzun süreler boyunca uyardığınız yerde bir yük birikmesiyle sonuçlanıyorsunuz ve bu hücreler için oldukça kötü.
"Bu versiyonlarla, çok daha basit bir teknolojiye sahipler, ancak bu, çok daha kararlı oldukları ve bu yükü aktif olarak dengelemeniz için çok daha fazla yeteneğe sahip olduğunuz anlamına geliyor," diye ekledi. "İki mikroamper akım koyduğunuzda, 2 mikroamper akım çekebilirsiniz. Ve daha uzun süre daha kararlı tutabilirsiniz."
CL1 sisteminin içinde, laboratuvarda yetiştirilen nöronlar düzlemsel bir elektrot dizisine yerleştirilir - veya Kagan'ın açıkladığı gibi, "temelde sadece metal ve cam." Burada, 59 elektrot daha kararlı bir ağın temelini oluşturur ve kullanıcıya sinir ağını etkinleştirmede yüksek derecede kontrol sağlar. Bu SBI "beyni" daha sonra gerçek zamanlı olarak çalıştırılacak bir yazılım tabanlı sisteme bağlanan dikdörtgen bir yaşam destek ünitesine yerleştirilir.
"Perfüzyon devresi bileşeni hücreler için bir yaşam destek sistemi görevi görür; atık ürünler için filtreleme, sıcaklık kontrolü, gaz karıştırma ve her şeyin dolaşımını sağlayan pompalara sahiptir."
Cortical, laboratuvarda bu üniteleri bir araya getirerek, elektrot dizisindeki hücreleri içeren 30 ayrı ünite barındıran, türünün ilk örneği bir biyolojik sinir ağı sunucu yığını oluşturuyor ve önümüzdeki aylarda hizmete girmesi bekleniyor.
Ekip, yıl sonundan önce bu tür dört yığını çalışır hale getirmeyi ve bulut sistemi aracılığıyla ticari kullanıma sunmayı hedefliyor. Ünitelerin kendilerinin başlangıç için yaklaşık 35.000 ABD doları fiyat etiketine sahip olması bekleniyor (bu tür bir teknolojiye yakın olan her şey şu anda 80.000 avro veya yaklaşık 85.000 ABD doları fiyatlandırılıyor).
CL1 ünitelerinden oluşan bir rafın tamamı yalnızca yaklaşık 850-1.000 W enerji kullanır, tamamen programlanabilirdir ve "sinirsel iletişimi ve ağ öğrenimini etkinleştirmek için uyarlanmış çift yönlü uyarım ve okuma arayüzü" sunar, ekip lansman duyurusunda belirtti. İnanılmaz bir şekilde, CL1 ünitesinin çalışması için harici bir bilgisayara da ihtiyacı yoktur.
Mikroskop altında elektrottan elektrota dallar oluşturduğu görülebilen karmaşık, sürekli gelişen SBI sinir ağları, öncelikle ilaç keşfi ve hastalık modelleme araştırmalarının nasıl yapıldığı konusunda devrim yaratma potansiyeline sahiptir.
"Önemli ölçüde daha uygun fiyatlı olmayı hedefliyoruz ve uzun vadede bu fiyatlandırmayı düşürmek istiyoruz, ancak bu çok daha uzun vadeli bir konu," dedi Kagan. "Bu arada, bulut tabanlı sistem aracılığıyla insanlara her yerden, herkesten, her evden erişim sağlıyoruz.
"Bu [birimlerden] birine sahip olmasanız bile," diye ekledi, "bunlardan birine evinizden erişebilirsiniz."
Bizi Fiziksel Sınırlama Seviyesi veya PC2 laboratuvarında gezdiren Kagan, bilgisayar donanımı ve daha geleneksel biyolojik örnekler ve ekipmanların bir karışımı olan mikroskop altında çok önemli indüklenmiş pluripotent kök hücrelerden (IPSC) bazılarını gösterdi. Laboratuvarda kan örneklerinden yetiştirilen IPSC'ler, esasen farklı hücre tiplerine dönüşebilen boş levhalardır.
"Bizim yaptığımız şey bunları almak ve onları ayırt etmek için iki farklı yöntem kullanmaya başlamak," diye açıkladı. "Birincisi, ontogenetik farklılaşma protokolü adı verilen küçük moleküller uygulayabiliriz, burada esasen rahimde veya daha doğrusu fetüsün gelişmekte olan beyninde meydana gelen molekülleri taklit etmeye çalışırız. Diğer yöntem ise onları doğrudan ayırt ettiğimiz, nöronlarda yer alan belirli genleri yukarı düzenlemeyi seçtiğimiz yöntemdir."
Ekibin yöntemlerinden biri hızlı ve yüksek düzeyde hücresel saflık üretiyor, ancak olumsuz tarafı insan beynini tam olarak temsil etmiyor.
"Beyin yüksek saflıkta bir organ değildir; birçok farklı hücre tipi, birçok farklı bağlantıya sahiptir," diyor Kagan. "Yani sadece bir hücre tipiniz varsa, o hücre tipine sahip olabilirsiniz, ancak beyniniz yoktur."
İkinci yöntem olan "küçük molekül yaklaşımı" çeşitli hücre popülasyonları üretir, ancak bunların tam olarak neyle çalıştığı genellikle belirsizdir. Ve bunu anlamak, Cortical'ın Minimal Viable Brain'i inşa etme yönündeki iddialı devam eden arayışı için kritik öneme sahiptir. CL1 lansmanı ilk adım olsa da, ekip aynı zamanda SBI'ın bir sonraki aşaması üzerinde de sıkı bir şekilde çalışmaktadır.
"Ana hücreleri kategorize edebilirsiniz, ancak her zaman çok sayıda alt hücre türü vardır ve bu gerçekten iyi, bulduğumuz gibi, ancak tam olarak kontrol edilen doğrudan farklılaşmaya sahip olmak istiyoruz," diye açıklıyor. "Bu sorunu henüz çözemedik: 'Minimal Yaşayabilir Beyin' nedir?"
MVB ilgi çekici bir kavramdır: En az gereksiz hücre farklılaşmasına sahip, ancak homojen hücre tiplerinden oluşan bir sinir ağının büyümesinde olmayan karmaşıklığa sahip insan benzeri bir "beyin" nasıl biyomühendislik edilir. Bu tür bir araç, gerçek bir beyin üzerinde yürütülen araştırmalarda şu anda mümkün olandan daha fazla kontrol ve ayrıntılı analizlere izin veren güçlü bir model olacaktır.
"Temel olarak, bir şeyin temel prensiplere göre dinamik ve duyarlı bir şekilde bilgiyi işlemesine izin veren temel biyolojik bileşenler olurdu," diye açıkladı Kagan. "Tek bir nöron birçok şey yapabilir ve bir dereceye kadar dinamik davranışa yanıt verebilse de, örneğin bir ortamda gezinemez. Bildiğimiz en küçük çalışan beyinlerin 301 veya 302 nöronu vardır - kime sorduğunuza bağlı olarak - ve bunlar C. elegens'tedir . Ancak bu nöronların her biri gerçekten oldukça özelleşmiştir.
"Ve bir diğer soru da şu: C. elegens beyni en az yaşayabilir beyin midir? Tüm bu nöronlara mı ihtiyacınız var yoksa, hepsi benzersiz şekilde devrelendirilmiş 30 nöronla bunu başarabilir misiniz?" diye devam etti. (Organizma, elbette, bilim dünyasının en sevdiği iplik kurdu, Caenorhabditis elegans'tır. ) "Ve eğer durum buysa, aynı 30'dan 100.000'ini içeren daha karmaşık bir ağ inşa edebilir misiniz? Bunların hiçbirinin cevabını henüz bilmiyoruz, ancak bu teknolojiyle bunu ortaya çıkarabiliriz.
"Bu kültüre gittikçe daha fazla hücre tipi eklemeye başlıyoruz, ancak bizi geride tutan bir şey araçlar," dedi. "[CL1] ünitesi biz inşa edene kadar mevcut değildi ve 'En az yaşayabilir beyin nedir?' gibi soruları yanıtlamak için böyle bir araca ihtiyacınız var." 120 üniteniz varsa, zekanın ortaya çıkışını tam olarak neyin yönlendirdiğini anlamak için gerçekten iyi kontrol edilen deneyler kurabilirsiniz. Hangi genlerin ve hangi proteinlerin birini öğrenmeye, diğerini öğrenmemeye yönlendirdiğini anlamak için işleri transkriptomik ve genetik düzeye ayırabilirsiniz. Ve tüm bu ünitelere sahip olduğunuzda, hemen ilaç keşfi ve hastalık modelleme yaklaşımını benimsemeye başlayabilirsiniz."
Bu, epilepsi ve Alzheimer hastalığı ve diğer beyinle ilgili hastalıklar gibi durumlar için daha iyi tedaviler veya hatta tedaviler üzerine yapılan araştırmalar için özellikle önemlidir. Bu arada, CL1 sisteminin hastalıklar ve tedaviler üzerine yapılan araştırmaları önemli ölçüde ilerletmesi bekleniyor.
"Klinik deneme testlerine giren nörolojik ve psikiyatrik hastalıklar için ilaçların büyük çoğunluğu başarısız oluyor çünkü beyin söz konusu olduğunda çok daha fazla nüans var - ancak bu araçlarla test ettiğinizde bu nüansı gerçekten görebiliyorsunuz," diye açıkladı. "Umuyoruz ki hayvan testlerinin önemli alanlarını bununla değiştirebiliyoruz. Hayvan testleri ne yazık ki hala gerekli, ancak bunun değiştirilebileceği birçok vaka olduğunu düşünüyorum ve bu etik açıdan iyi bir şey."
Bu teknolojinin etiği Cortical için ön planda ve merkezde olmuştur - 2022'deki çığır açıcı makale, özellikle insan "bilinci" ve "duyarlılığı" alanında bunun etrafında çok sayıda tartışmayı ateşlemiştir. Ancak, CL1 ünitelerinin ve uzaktan WaaS erişiminin etik kullanımı için mümkün olduğunca koruma önlemleri alınmıştır.
"Konum ve belirli kullanım durumlarına bağlı olarak çok sayıda düzenleyici onay gerekiyor," diye belirtti ekip lansman bildirisinde. "Düzenleyici kurumlar arasında sağlık kuruluşları, biyoetik komiteleri ve biyoteknoloji veya tıbbi cihazları denetleyen hükümet kuruluşları yer alabilir. Biyolojik bilgi işlem teknolojilerinin sorumlu ve etik kullanımını sağlamak için bu düzenlemelere uyum şarttır."
Ancak bu iddialı teknolojide küresel bir öncü olarak Cortical, biyolojik olmayan yapay zekanın hızla ilerlemesi gibi SBI'ın geniş uygulamalarını tahmin etmenin kolay olmadığını biliyor. Ve şirketin karşılaştığı bir diğer zorluk da finansman - CL1'in elle tutulur, kullanılabilir bir teknoloji olarak gerçekleştirilmesinin değiştirebileceği bir şey.
"Yatırımcılardan duyduğum zorluk, bir kutuya sığmadığımızdır," dedi Kagan, laboratuvar önlüklerimizi, saç ağlarımızı ve maskelerimizi çıkarıp üst kattaki bilgisayar odasının yanındaki bir kanepeye taşınırken. "Ve sığmıyoruz - biz birçok farklı sınırı aşan bir teknolojiyiz. Öncelikli sektörlere bakarsanız, biyoteknoloji, robotik, tıp bilimi ve diğer bir dizi şeyin olanak sağlayan yeteneklerinden her şeyi kapsayabiliriz. Tam olarak yapay zeka değiliz, tam olarak tıp değiliz - hem yapay zekayı hem de tıbbı yapabiliriz, ancak ikisi de değiliz. Bu yüzden sıklıkla dışlanıyoruz."
Bu bağlamda, fiziksel CL1 sisteminin ve WaaS uzaktan kullanımı için Cortical Cloud'un piyasaya sürülmesi büyük bir başarıdır ve Kagan ve ekibi, SBI'ın insanların eline ulaştığında nereye varabileceğini görmek için heyecanlıdır.
"CL1, in vitro nöral kültürlerle iletişim ve bilgi işlemeyi optimize etmek için benzersiz bir şekilde tasarlanmış, ticarileştirilmiş ilk biyolojik bilgisayardır," diye belirtti ekip. "Hücrelerin sağlığını korumak için yerleşik yaşam desteğine sahip CL1, tıp bilimi ve teknolojisi alanlarında önemli olasılıklar barındırıyor.
Cortical, "SBI, canlı organizmalardaki zekayı destekleyen aynı biyolojik materyali -nöronları- kullandığı için, AI'dan doğası gereği daha doğaldır," diye ekledi. "Nöronları hesaplamalı bir alt yapı olarak kullanarak, SBI, geleneksel silikon tabanlı AI'ya kıyasla daha organik ve doğal zeka biçimleri sergileyen sistemler yaratma potansiyeline sahiptir."
Kaynak: Cortical Labs
https://youtube.com/shorts/GbVIb1fYde8?si=HW6Fwh6SAhIbP8p7
Prof.Dr. Türker Kılıç, Eylül 2024 Doğan Yayınları’ndan yayınlanan “Nasıl Daha İyi ve Güzel Bir Yaşam Kurarız? Beyinbiliminin Yanıtı” başlıklı kitabın da yazarıdır.
Dr. Kılıç, Şubat 2021 Ayrıntı Yayınları’ndan yayımlanan ve toplamda 8 baskı yapan “Yeni Bilim: Bağlantısallık, Yeni Kültür: Yaşamdaşlık” başlıklı kitabın yazarıdır.
https://youtu.be/uZGLNruFZwM?si=UMSnau8yI50HuPdT
İnsan beynindeki aktivitenin manyetik rezonans görüntüleme ile gösterilmesi (fMRI), dünyada bağımsız ve eş zamanlı olarak iki laboratuvarda geliştirilmiş ve bunlardan biri de Prof. Uğurbil'in liderliğini yaptığı CMRR'daki laboratuvarı olmuştur. ~ ilk kez yaşayan insan beyninden görme merkezinin yapısını neredeyse mikroskobik detayda görüntülemeyi başaran Prof. Uğurbil, aynı zamanda 7 Tesla ve daha yüksek manyetik alanlı anatomik görüntüleme ve spektroskopi yöntemlerinin geliştirilmesi ve insanda kullanımı gibi (İnsanda kullanılan ilk 7 Tesla görüntüleme cihazı 1999 yılında CMRR tarafından geliştirilmiştir)
🟥
İnsanlığa Boyut Atlatacak Bilim: Konnektom
İnsanoğlu, bitmek bilmeyen bir araştırma isteğine ve merak duygusuna sahip. Ve bunlar bizleri bugünkü medeniyet seviyesine ulaştırdı.
🔻ABD'de başlatılan Human Konnektome Projesi (2009), sağlıklı insan beyninin anatomik ve fonksiyonel bağlantılarını anlamak ve sinir ağını haritalamak için veri üretmeyi; Avrupa'da başlatılan İnsan Beyin Projesi (2013) ise bu bağlantıları matematik tabanlı bir haritaya yerleştirmeyi amaçlamaktadır.❗️
🔻Caenorhabditis elegans, yuvarlak solucanlardan olup serbest yaşayan bir nematoddur. Yetişkin hayvan yaklaşık 1 mm uzunluğundadır ve 65 µm kalınlığında olup ılımlı topraklarda yaşar. C. elegans, diğer nematodlardan farklı olarak neredeyse tamamen şeffaftır.❗️
Konnektom Bilimi Ne Aşamada?
1970 yılında Biyolog Sydney Brenner ve meslektaşları hermafrodit olan bir yuvarlak solucanı saklamaya başladılar. Bu solucanın adı Caenorhabditis elegans’tı. Daha sonra solucanı tabiri caizse sosis gibi dilimleyerek güçlü bir elektron mikroskobunda gözlemlemeye başladılar. Amaçları C. elegans solucanının 302 nöronunu ve yaklaşık 7000 sinapsını görüntülemekti. Özellikle bu solucanın seçilmesinin sebebi şeffaf yapısıydı. Diğer bilim insanları da bu özelliğinden dolayı elegans adlı solucanı sıklıkla deneylerinde kullanmışlardır. Bu yüzdendir ki elegans solucanı 3 kişiye nobel kazandırmıştır. Konumuza dönecek olursak bilim insanları nihayet 1986 yılında bu grafiklerin tamamına yakınını yayınladı. Bundan 20 yıl sonra Janelia Araştırma Kampüsünden Dmitri Chklovskii ve ortakları, grafiğin çok daha kapsamlısını yayınladı. Bugünse bu tip grafikler konnektom olarak adlandırılıyor. Aşağıdaki resimde konnektomu çıkarılmış tek canlı olan elegans solucanının nöral haritasını görebilirsiniz.
Yukarıdaki örnektede görüldüğü gibi 300 nöronluk bir canlının konnektomu bile 16 yıl gibi bir süre istiyor. İnsandaki 100 milyar nöron ve 100 trilyon sinsapsı düşünecek olursak bu uğraş beyhude bir çaba gibi gözüküyor. Ama bilim insanlarının ne kadar inatçı olduğunu hepimiz biliyoruz. Daha çok çalışarak sürekli yeni methodlar geliştiriliyor. Örneğin 2011 yılında, Almanyadaki Heidelberg Üniversitesi, Max Planck Medikal Araştırma Enstitüsü’ne ait bir araştırma ekibi bir method geliştirdi. Max Planck Medikal Araştırma Enstitüsü araştırma ekibi bu büyük proje için 2 yeni bilgisayar programı ‘‘KNOSSOS ve RESCOP’’ u kullandı. 70 in üzerinde öğrenci 100 den daha fazla nöronu haritalandırabildi. Ayrıca Indıana Üniversitesinde Profesör olan Olaf Sporns ve Edward Bullmore’ın başlattığı ve eski Amerika Başkanı Barrack Obama’nın da 100 milyon dolarlık katkı sağladığı The Human Connectome Project adlı bir çalışma var. Bu method ve projelerle insan beyninin haritalandırılması hızlandırılıyor.
Beyin Nasıl Haritalandırılır?
Beynin haritalandırılması için çok çeşitli yöntemler gerekli. Bunlardan biri fMRI’dır. fMRI’nın açılımı fonksiyonel manyetik rezonans görüntüleme anlamına gelir. MR cihazında özel bir çekim yöntemi uygulanır ve beynin 3 boyutlu olarak aktif bölgelerinin tespiti için kullanılır. fMRI aktif beyin bölgelerini tespit ederken elektriksek sinyalleri kullanmaz. Kan akımının hızı ve kandaki oksijen yoğunluğu bilgilerini kullanır. Bir diğeri ise EEG’dir yani elektroensefalografi. Beynin elektriksel faaliyeti, hastanın saçlı derisi üzerine yerleştirilen küçük metal elektrodlar aracılığıyla EEG cihazına iletilir ve EEG ile bu sinyaller beyin dalgalarına dönüştürülür. Son olarak Diffusion Tensor Imaging (DTI) adı verilen bir cihaz ile aktivite sırasında oluşan sinir yolağı tespit edilir. DTI yöntemine aynı zamanda Traktografi adı da verilir. Bundan sonra ise devreye bilgisayar programları giriyor ve nöral analiz yapılıyor.
Gerçekleşirse Ne Olacak?
Şu sıralarda Nörobilimci ve Fizikist Sebastian Seung’ın ‘‘I am my connectome’’ adlı bir teorisi var. Bu teoriye göre insanın konnektomunu tamamen ortaya çıkarabilirsek beynimiz daha doğrusu fikirlerimiz ve anılarımız hiç ölmeyebilir. Teorik fizikçi Michio Kaku’nun ise sınırları zorlayan bir fikri var. Bu fikre göre konnektomumuzu ışık hızıyla uzaya yollayarak oradaki ara duraklardaki robotlarla evreni keşfedebiliriz. Açıkçası bu çok iyi olurdu çünkü yer çekimi, yakıt tüketimi gibi bir çok sorunu çözüp daha sonra araştırma yapabiliyoruz. Daha mütevazi bir teori ise sinir sistemi hastalıklarında sorunlu olan nöron ve sinapsların tespit edilerek, hasarlı olanların düzeltilebileceğini ve yeniden yapılandırılabileceğini savunuyor.
Hazırlayan: Erdem Ersan Akyürek
Kaynaklar
1. https://www.youtube.com/watch?v=aUUl3YPDcAE
2. https://www.ted.com/talks/sebastian_seung
3. https://www.scientificamerican.com/article/c-elegans-connectome
4. http://bigthink.com/dr-kakus-universe/mapping-the-brain-the-human-connectome
5. http://www.redorbit.com/news/science/2087137/the_brains_connectome__from_branch_to_branch
6. https://www.humanconnectome.org/study/hcp-young-adult/project-protocol/diffusion-tractography
Xx
Ağrı Tıbbında Eski ve Yeni Arasında Köprü Kurmak: Tarihsel Bir İnceleme
Soyut
Ağrı, hem tıbbın bildiği en eski şikayetlerden biridir hem de tıbbın en son atılımları ve yeniliklerinden bazıları için bir alandır. Ağrının farmakolojik tedavisi en eski ilaçlardan biridir ve opioidler eski zamanlardan beri etkili bir ağrı kesici olarak kullanılmaktadır, ancak kötüye kullanım için belirli özel riskler vardır. Opioidler hakkında daha fazla bilgi, herhangi bir sayıda mekanizmaya sahip olabilen ağrının karmaşıklığının daha kapsamlı bir şekilde anlaşılmasına yol açmıştır. Sinir liflerinin ve ağrı sinyallerinin daha iyi anlaşılması, daha fazla ilacın geliştirilmesine ve içi boş iğne kullanılarak analjeziklerin daha hedefli bir şekilde verilmesine yol açtı. İçi boş iğne ağrı tedavisini değiştirdi ve perkütan enjeksiyonlara ve daha sonra bölgesel anestezi ve sinir blokları ile girişimsel ağrı kesici ilaçlara yol açtı. Günümüzde tanı ve tedavi için sinirlerin daha kesin lokalizasyonu için görüntüleme girişimsel tekniklerle kombine edilebilmektedir. Yapay zekanın girişimsel ağrı tıbbında, özellikle girişimsel prosedürler için görüntülemedeki rolü bilinmemektedir, ancak muhtemelen son derece faydalı olacaktır.
XXXX
Yorumlar
Yorum Gönder
Hallo 🙋🏼♀️