Uğur Batı Yazio: İnsan Beyninin Sırrı Çözülebilir mi?
Okumuş olabilirsiniz, Amerika Birleşik Devletleri'nde beyin okuma teknolojinde patent başvurularında görülmedik ölçüde bir artış yaşandığı belirtiliyor. Söz konusu başvurular, nöropazarlama araştırmalarından tutun, zihinsel hastalıklarının tedavisine, depresyonu azaltan cihazlardan, ikna yöntemlerine kadar birçok alanı kapsıyor. Merkezi California'da bulunan piyasa araştırma şirketi SharpBrains'in raporuna göre, 2000-2009 yılları arasında ABD'de 400'ün altında nöro-teknoloji patenti verildi. Bu rakamda 2010'da büyük bir sıçrama oldu v sayı 800’e yükseldi. 2014'te ise bu alandaki patent sayısı 1600 oldu (Kaynak). Raporun belirttiğine göre, bu alandaki patent sayısı, tıbbi şirketlere verilenlerden bile daha fazla! Konuyla tüm dünyanın ilgilendiğini de rahatlıkla söyleyebiliriz. Tabi böyle olunca, buna ABD hükümetinin de duyarsız kalmasını bekleyemezsiniz.
ABD Başkanı Obama da iki yıl önce araştırmacılara aktif beynin haritasını çıkarma hedefi koydu.
Oysaki bilimadamları yüzlerce yıldır insan beynini incelediği halde, birkaç nöron aktivitesini kaydetmenin ötesine gidememişlerdi. Her ne kadar bugüne kadarki durum bu da olsa, nanoteknoloji uzmanları ve nöropsikologlar beynin detaylı incelemesinin nihayetinde gerçekleşebileceğini ifade ediyorlar. Bir yandan insan beyni dijital ortamda ilk kez 3 boyutlu olarak haritalanıyor. Diğer taraftan insan beyninin mikroskopik düzeyde haritalandırılması gerçekleştiriliyor. (Kaynak) Nöroloji ve görüntüleme teknolojilerindeki gelişmelere rağmen, insan varlığına dair en “önemli ve yakın” organ olan beynimiz hakkında bilmemiz gereken çok daha fazla şey var. Harvard
Üniversitesi Radyoloji Profesörü Van Wedeen de bu durumu ifade ederken şunları söylüyor: “Şu ana kadar beynimizi tam anlamı ile hiç göremedik. Gördüklerimiz, kaba, anlık ve 2 boyutlu görüntülerden ibaret.”
Şizofreni, parkinson ve alzheimer gibi hastalıkların tanısı ve tedavisi için bu araştırmaların önemli olduğu söylense de, Obama ve diğerlerinin vizyonu, ülkelerinin yapay zekâ konusunda sağlayacağı gelişmelerdir. Ya da robotik teknoloji diyelim buna. Biraz tehlikeli duruyor doğrusu. Bu yolda yapılan çalışmaların kuşkusuz çeşitli amaçları olabilir fakat tam şu an söz konusu bu araştırmaların en önemlilerinden birkaç tanesini sıralayalım.
Allen Human Brain Atlas Projesi’nden başlayalım.
Microsoft’un sahiplerinden Paul Allen’ın finanse ettiği bu projede, Google ve Microsoft gibi dev markalar da planlamada yer alıyorlar. İnsanın algı, bilinç, tutum ve davranış haritasını çıkarmayı amaçlayan projenin bütçesi yaklaşık 3 milyar dolar. İşe projenin bir süperbilgisayarın oluşturulması ile başlandı. Söz konusu süperbilgisayar, bir nevi bilgisayar teknolojisi olacak. Onu beyin simülasyonu olarak kabul edebiliriz. İnsan beyninin gizli bölgelerini anlamaya imkân verecek olan bilgisayarın henüz teorik, yetersiz ve kanıt gerektirdiğini söylesek bir proje çok önemlidir.
Allen Human Brain Atlas projesinde, Amerikalı bilim insanları dünyanın ilk bilgisayarda detaylandırılmış insan beyni haritasını ortaya çıkarmaya çalışıyor. Araştırma kapsamında şu ana kadar insan beyninin bin anatomik bölümü algılandı. Gerçekleştirilen kısmi gen ekspresyonu ile her bölümdeki biyokimyasal temeli gösteren 100 milyondan fazla veri noktası depolandı. Bunun ardından 100 milyondan fazla noktadan veri alınan iki beyin üzerinde yapılan karşılaştırmaya göre yüzde 94’lük benzerlik ortaya çıktı. Araştırma, tüm insan genlerinin en az yüzde 82’sinin beyinde ifade edildiğini ortaya koydu.
İnsan beyninin haritasını çıkarmaya yönelik bir diğer proje de Connectomics adlı ilham verici projedir.
Harvard Üniversitesi Radyoloji Profesörü Van Wedeen ve dünya üzerindeki diğer araştırmacılar da beyni ve içerdiği tüm nöronlar ile birlikte 3 boyutlu bir harita hazırlamak için çalışan bilim adamlarındandır. Bu bir disiplindir. Söz konusu haritalama konusunda çalışan disipline Connectomics deniyor. Haritalamada bir diyagram önem kazanmış durumda. Bu diyagramın adı ise Connectome. Bu disiplinde HARDI, Resting state fMRI, MEG+fMRI gibi gelişmiş görüntüleme cihazlarını tercih ediyor. Teknolojilerin tümü genelde manyetik rezonans görüntüleme sistemlerinin daha da geliştirilmiş formlarıdır temelde.
Connectomics sonuçta yeni bir alan. Bu alan o kadar yeni bir alan ki, alanda öğretilen ilk ders yakın zamanda MIT’te yapılmıştır. Genom biliminin (genomics) genetikle olan bağlantısı ne ise bu alanın da aynı şekilde Connectomics de nöropsikoloji bağlantılıdır. Genler bireysel genler ile ya da gen grupları ile ilgilenirken, genom bilimi bir organizmanın tüm genetik bütünlüğüne bakar. Genetik bilimi tek tek genleri veya gen gruplarını incelerken, genomik bilimi bir organizmanın tüm gen dizisini inceler. Konektomide de ölçek ve emeller benzer bir sıçrama yapar; tek tek hücreleri incelemekten beynin milyonlarca hücre içeren parçalarını incelemeye gider. Connectomics, bireysel hücrelerin çalışılmasından tutun da milyonlarca hücre içeren beyin şeritlerinin (swath) çalışılmasına kadar ölçek ve niyet olarak benzer bir adım atar. Lichtman’ın tahminine göre, sinaps-düzeyindeki çözünürlükte insan beyninin tüm görüntüleri, yüzlerce petabit bilgi içerir ki bu bilgi miktarı, yaklaşık Google’ın veri merkezlerindeki toplam depolama miktarı kadardır [Kaynak: WIRED: Dünyadaki En Karmaşık Yapının Haritası: Beyniniz Yazan: Alexis Madrigal]
Haritalandırma sürecinde kullanılan en önemli araç otomatik teyp kayıtlı torna mikrotomu (ATLUM) – ultra ince doku dilimleri kesen ve daha fazla hız için sürekli çalışan bir tür ultra ince dilimleme makinesi.
Doku, daha sonra her bir hücrenin görüntüsünü almak için elektron mikroskobuyla büyütülüyor. Alınan görüntülerin düzenlenmesi ve analizinin otomatiğe bağlanması Harvard’ın çalışmalarında önemli bir süreç olacak.
Connectomics gibi disiplinler, nöroekonomi ya da nöropazarlama çalışmalarında kullanılabilecek bir beyin haritası ortaya koymaktan henüz uzak olabilirler, ancak araştırmacıların bu tip çabalar sarf ettiklerini görmenin de heyecan verici olduğunu belirtmek gerekir. Nöroloji uzmanlarının çoğu, beynin sırlarını çözmeye yönelik bu tür çabalara mesafeli yaklaşırken, bunların gelişim yönünde önemli bir araç olduğunu düşüneneler de var. Amerikan Emory Üniversitesi Tıp Fakültesi’nden Nörolog Donald G. Stein, “Bu haritalama projesinin altında yatan bilimsel gerekçe, en iyi ihtimalle
demode, en kötü ihtimalle de yanlış. Beyin fonksiyonlarını temsil eden düzenli nöron yollarıyla ilgili bir yol haritası arayışı, beyhude bir çaba” derken, Columbia Üniversitesi’nden nörolog Rafael Yuste, “İnsanlar için yeni teknikler geliştirmemiz, hatta bazılarını yoktan var etmemiz gerekiyor” şeklinde görüşlerini ifade ediyor.
Bu çalışmanın nöroekonomide veya nöropazarlamada kullanılabilecek bir beyin haritası oluşturabilmesine daha çok var, ancak araştırmacıların böyle çaba sarf ettiğini görmek heyecan verici. Benim merak ettiğim şey beyinlerimizin bu çalışmanın ulaşmayı tasarladığı ayrıntı düzeyinde ne kadar farklı olduğu. Merak ettiğimiz bir nokta da, beyinlerimizin söz konusu çalışma için önerilen detay düzeyinde ne kadar farklı olduğudur. Bu analoji (benzetme, kıyaslama), tamamıyla olası değildir, ama Dallas’taki trafiğin yapısını daha iyi anlamak için Cleveland’ın detaylı haritası oluşturulabilir mi? Şurası açık ki, beyinlerimiz temel yapısal benzerliklere sahiptir, ancak beyin plastisitesi, kültürel farklılıklar ve nörogenesis alanında yakında zamanda yapılan çalışmalar, beyin haritaların granüler (tanecikli) hale geldikçe bireysel farklılıkların daha açık hale geleceğini göstermektedir. Tabii ki hepimizin beyinlerinde benzer temel yapılar mevcut, ancak nörojenez, beyin plastisistesi ve hatta kültürel farklar üzerine yapılan araştırmalar beyin haritalarında ayrıntı arttıkça farkların daha belirgin olduğunu gösteriyor.
Sonuç mu?
Yine de, düşünülen haritaların çözünürlüğü MR gibi araçların sunabildiğinden çok çok daha yüksek ve böyle bir harita gerçekten oluşturulabilirse şüphesiz pek çok yeni bilgi sunacaktır. Yine de, önerilen haritanın çözünürlüğü, fMRI gibi araçların verdiğinden çok çok daha büyüktür ve bu tip bir harita, şüphesiz, aslında oluşturulabilse, birçok yeni bakış açıları getirecektir. Nöroloji ve görüntüleme teknolojileri gün geçtikçe
ilerliyor. Bu ilerlemelere rağmen, beyin hakkında bildiklerimiz ise devasa bir puzzle’ın küçük bir parçasıdır. Bunu unutmayalım.
Bitirirken şunu söylemek boş olmaz sanırız: Ne dersiniz, bir nöroteknoloji çağının başlangıcında mıyız?
Yorum Yazın