Beyindeki Bellek Performansını Artırabilmek İçin Geliştirilen Teknoloji: Nöral İmplant

ilk etapta, beyindeki bellek performansını arttırabilmek amacıyla geliştirilmiş bir çeşit beyin bilgisayar arayüzü uygulamasıdır nöral implant.

fare hipokampüsü üzerinde yapılan bir nöral protez uygulaması ile bellek işlevinde bir performans artışı sağlanmaya çalışılmıştır. implant, hipokampüsün ca3 alanında yer alan iki düzine elektrottan verileri toplayıp ca1 alanındaki benzer nörona yansıtabilir durumdadır. ilgili mikroişlemcisi ilk alandaki iki farklı ateşleyici örüntü arasında ayrım yapabilecek ve bu örüntülerin ikinci alana nasıl yansıtıldığını öğrenecek şekilde geliştirilmiştir. bu protez, iki sinir alanı arasındaki normal nöron bağlantısı engellendiğinde işlevi yeniden çalıştırmakla kalmaz aynı zamanda belli bir bellek örüntüsünün özellikle net bir işaretini ikinci alana yansıtarak bellek görevindeki performansı (farenin normalde yapabileceğinin ötesinde) arttırabilir. 

özünde bu nöral implant, ca3 ile ca1 bölgeleri arasında tek yönlü bir köprü vazifesi görüyor. ileride işlevselliğini arttırmak için nöral geri besleme (feedback) yapısına da kavuşabilir.

şu aşamada beynin her bilişsel bölgesine uygulanabilirliği zor olsa da beynin ilgili bölgeleri çalışmadığında görevi öğrenip onlardan devralmakta gayet başarılı gibi duruyor.

peki beynin bir bölgesinde rahatsızlığı olmayan insanların salt bilişsel yeteneğini arttırmak için kullanılabilir mi? 

bu da beynin tamamen yeni yapay proteze (implanta) vereceği tepki ve uyuma bağlı. bugün baktığımızda engelli bireyler için oluşturulmuş beyin bilgisayar arayüz modelleri için uyumun ne kadar başarılı olduğu görülmekte. beynin doğuştan ne kadar esnek olduğunu da düşünürsek başarılı olabilirmiş gibi geliyor. birçok entryimde belirttiğim bebekken beynin gözlerden ve diğer duyu organlarından aldığı bilgiyi, veriyi nasıl okumayı öğrenip, bilişsel yeteneğini geliştirmeyi öğrenebiliyorsa bunu da yapmaması için bir engel olmayabilir.

beyni dışarıdaki veya içerideki bir kaynağa bağlayan kalıcı olarak implant edilmiş bir araç ile beyin zaman içinde kendi iç bilişsel durumları ile aletten aldığı girdiler ya da çıktılar arasında etkili bir “haritalandırma” oluşturabilir ya da verilen “harita”yı öğrenebilir. beyin arayüze uyum sağlayacaktır.

yapılmaya çalışılan şeyin elbetteki birçok teknolojik ve nöral karmaşıklık bağlamında (bunun yanında nöral geri besleme döngüleri açısından) zorlukları olacaktır ancak başarıldığında kayda değer bir performans artışı sağlayacağı düşüncesindeyim. en azından ilk etapta çeşitli beyin bölgelerinin iş yapamaz durumlarında kullanılabilir.

işin bir ileri boyutu beyni en sonunda bu implant(lar) vasıtasıyla bir clouda aktarmak olabilir.
mesela bununla ilgili bir düşünce deneyi gerçekleştirelim hemen.

diyelim minik nanorobotlar olsun ve bunlar yukarıda da bahsettiğim gibi teknik olarak nöronları taklit edebilsinler. yani nöral implantlar olsunlar aynı zamanda. ve beyindeki glia hücreleri gibi birşey öğrendiklerinde yapısal olarak değişebilsinler.

kobay beynin belirli yerlerine önce az sayıda bu nanorobot yapay implantlardan koyalım.
beyin bilinçli bir halde birşey canlandırır veya bir zihinsel durum gerçekleştirirken bu minik arkadaşlar da beyindeki ilgili diğer nöronlar gibi aktif olsunlar. bu şekilde aynı zamanda gelişsinler, öğrensinler. 

sonra bunların sayılarını arttıralım ve özelleşmiş her bölgeye koymaya başlayalım.
hipokampüse de koyalım mesela ki bellek bölgesinde de birşeyler kapsınlar (minik bir not: sanıldığı gibi bellek birşeylerin kaydedildiği bir yer değildir. aslında birçok bölge bilinçli bir halde veya anda aynı anda aktif olur ve o şey ile ilgili birşey öğrenir ve gelişir. daha sonra tekrar benzer şey yaşadığında geçmişteki örüntüye benzer bir nöral örüntü çıkar ve ilgili arkadaşlar bu örüntüyü daha önce öğrendiği ve yaptığı için bilgiyi yeniden canlandırır, bir yerden çağırmaz. bu işlemler milisaniye mertebesinde olur ve bize “hatırlanan geçmiş” gibi yansır halbuki “canlandırılan şimdidir”. aynı anıyı her geçen yıl farklı hatırlamamızın sebebi de budur. beyin sürekli plastik olarak değiştiği için benzer örüntüler de her seferinde farklılaşacak ancak örüntüyü yine benzetecektir. bu sebeple beyinde bilgisayar gibi bir merkezi bellek yoktur, dolayısıyla bir bellek/hafıza kapasitesi ve “sınırı” da yoktur. hipokampüsün buradaki etkisi böyle bir örüntü benzetmesi yapılacağı zaman aktif olması.)

minik arkadaşlarımızdan birkaç tane de talamusa ve beyin sapına koyalım zira talamus, uyanıklık bilinci ve uyku ve anestezi halindeki bilinçsiz durumlarda bariz bir şekilde aktif veya deaktif olur. beyin sapı ise beyin ölümünün tek sebebidir.

bu şekilde minik robotlarımızın sayısını sürekli arttıralım ta ki beyindeki mevcut nöronların yerini alana kadar. birgün artık onlar işlevsiz hale gelecek ancak minik robotlarımız onların işlerini devralacaktır. kobay kişi yine aynı benlikte olacak; kendisine has kişisel şeyleri hayal edebilecek ve zihinsel düşüncelere gark olabilecek.

artık bu nanorobotların bir network ile bağlantılandırılma vakti. 

eşzamanlı olarak hepsi bir network ortamında çalışsınlar. emin olabilirsiniz bir üst paragrafta bahsettiğim aynı fenomenal dünyayı sanal olarak oluşturabileceklerdir. çünkü bugün de beynimiz fenomenal bir dünyayı kendi içerisinde sanal olarak oluşturabilmektedir. bilinçli her bir hal veya durumda beyindeki nöronların veya glial bölgelerin farklı bir kombinasyonuyla bir örüntü oluşturulur (network gibi). bu bu örüntülerin veya bilinçli hallerin teknik bir sınırı yoktur (vardır ancak çok yüksek bir sayıdır. 10^12 veya daha fazla). tüm bu kombinasyonel örüntüler her bir an oluşur ve yokolur sonra yeniden oluşur.

bunlar bilinçsizce de yapılabilirler. talamusa gelen bilgi kortekse uğramaz ise; bilinçsizce de motor bölgelere ve kaslara iletilebilir. serebral kortekse iletilirse yapılacak şeylerin “farkında” olunur. zihinsel bir düşünce veya aritmetik yapılacaksa ya da dili kullanarak bir konuşmak yapılacaksa mutlaka prefrontal kortekse uğrar. sonra bilinçli seviyede 400 ms.lik bilgi, data topluca bilinçli seviyeye çıkar ve bize hatırlanan şimdi olarak hissettirilir veya hissederiz.

öte yandan bu minik arkadaşlar hali hazırda kobay beyne bağlı, kobay bedene muhtaçtır. duyu organlarından gelen bilgiyi input olarak alması gerekebilir. diyelim bunu da bir şekilde hallettik. rüyalarımızda yaptığımız gibi geçmişteki edinilmiş deneyimleri kullanıp, hiçbir input olmadığı halde ayağımıza iğne batmış hissini veya acısını hissedebiliriz. bu geçmiş deneyimleri kullanabilir ya da bunları yapay olarak oluşturan başka minik yapay robotlar oluşturabiliriz. ya da bağlanılan networke direkt dışarıdan input olarak bir ses veya görüntü datası yükleyebiliriz. ama en kolayı eski deneyimlerden bir çeşni olarak alıp kullanabiliriz yeniden.

peki dışarıya bir motor (kas, hareket) çıktısı verecek isek ne olacak?
bu durumda anlık olarak networke bağlanmaktan çıkıp kobay bedene bağlanağız ve ona sonuç çıktıyı iletip (diyelim ki mutfağa gitmek istiyoruz) kasları aktive edeceğiz.
peki buna gerek var mı?
sorudan koptuk sanırım.
zaten bedenden ayrılmak istemiyor muyduk?
tıpkı rüyalardaki gibi uçup, kaçabiliriz. ve istersek bunu tek gerçekliğimiz gibi hissedebiliriz.
belki de şimdi de öyledir. tek sorun kahretsiz fizik yasaları.
onlara da bi çözüm bulunur elbet. onu da siz bulun.

en önemli soruyu sormayı unuttum. hangisi kobay beyin? yeni oluşturulan network mu yoksa eski network (örüntü) mü?
theseus'un gemisi gibi mi oldu?
düşünce deneyim nörobiyoloji ile başlayıp felsefi bir problem ile sona erdi sanırım.