Eon Systems adlı bir araştırma şirketi, biyolojik bir beynin hücre hücre kopyalanarak bilgisayarda canlandırıldığı ‘tüm beyin emülasyonu’ dönemini resmen başlattıklarını öne sürdü.
Şirketin araştırmacılarından Dr. Alex Wissner-Gros, X platformunda paylaştığı bir yazıda yetişkin bir meyve sineğinin beyninin dijital ortama aktarıldığını ifade etti.
Duyuruyu yorumlayan bazı kullanıcılar söz konusu meyve sineğinin artık resmen simülasyonda yaşadığını düşünüyor. Bazıları ise gelişmenin abartılı yorumlandığı görüşünde.
ŞİRKET TAM OLARAK NE YAPTI?
2024 yılında hakemli bilimsel dergi Nature’da yayımlanan bir makalede, aralarında şirketten bir araştırmanın da bulunduğu bir dizi bilim insanı, meyve sineğinin 125 bin nöron ile 50 milyon sinaptik bağlantısını içeren hesaplamalı beyin modelini yaptıklarını açıklamıştı.
Yani ekip, yetişkin bir meyve sineğinin (Drosophila melanogaster) tüm beyninin bilgisayar modelini oluşturmuştu. Bu model, 125 binden fazla nöron, 50 milyon sinaptik bağlantı ve gerçek sinir haritası verileri içeriyordu. İki sinir hücresinin (nöron) veya bir sinir hücresi ile bir kas/bez hücresinin karşılaştığı, sinyallerin (elektriksel veya kimyasal) iletildiği özel iletişim noktalarına “sinaptik bağlantı” adı veriliyor.
Model ayrıca yapay zeka yardımıyla oluşturulan nörotransmitter (nöronlar arasında veya 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 önce 302 nöronlu C. elegans türü solucanlar üzerinde deneyler yapılmıştı ama 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 beden, şu bileşimden oluşuyor:
– Önceki tüm beyin modeli
– NeuroMechFly v2 adlı fiziksel sinek simülasyonu programı
– Vücut parçalarının koordinasyonunu açıklayan sinir ağı araştırmaları
SİMÜLASYON NASIL ÇALIŞIYOR?
Böylece beyin ve fizik kurallarıyla çalışan dijital sinek gövdesi aynı simülasyonda birleştirildi. Süreç şöyle işliyor: Simülasyon çevreden duyusal bilgi alıyor, bu bilgi sineğin tüm sinir ağı boyunca yayılıyor, beyin motor komutları üretiyor ve simüle edilmiş beden hareket ediyor.
Bir sinek yürürken gözleri, bacak sensörleri ve dokunma sensörleriyle sürekli veri topluyor. Simülasyonda ise gerçek bir sensör yok. Ancak MuJoCo simülasyon motoru, sanal dünyayı sürekli hesaplıyor; yani her milisaniyede sineğin konumu, hızı ve ayağın yere temas edip etmediği ve görüş alanında ne olduğu gibi bilgileri biliyor. Bunlar sayısal verilere 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 veya yapay zeka teknolojilerinde olduğu gibi “makine öğrenmesi” veya “pekiştirmeli öğrenme” yöntemlerine başvurulmadığını vurguluyor.
Bunun yerine dijital sinek, “doğuştan gelen bilgiyi” kullanmaya devam ediyor. Araştırmacılara göre yazılım çalıştırıldığı an dijital sinek “uyandı” ve ne yapması gerektiğini bilerek yürümeye başladı. Biyolojik devrelere işlenmiş olan içgüdüler, dijital ortamda birebir karşılık buldu.
Daha önceki çalışmalar ya “vücudu olmayan beyinler” ya da “beyni olmayan (yapay zeka ile hareket eden) vücutlar” üzerineydi. DeepMind gibi devlerin çalışmaları pekiştirmeli öğrenmeye dayanırken, Eon’un modeli doğrudan biyolojik devre dinamiğini kullanıyor.
ŞÜPHELER NELER?
Çalışmayla ilgili itirazlar daha çok “meyve sineğinin beyninin bilgisayara yüklendiği” yönündeki popülerleştirilmiş söylemdi.
İtirazlardan biri teknoloji girişimcisi Chomba Bupe’den geldi. Bupe, X’teki paylaşımında, “Temelde yaptıkları şey, sineğin beynindeki bazı sinirsel aktiviteleri tahmin etmek üzere basitleştirilmiş bir model çalıştırmak, tüm beyni simüle etmek değil” dedi.
“Harika bir çalışma ama hayır, sineğin beyni henüz bilgisayara yüklenmedi çünkü model gerçek beynin çok basitleştirilmiş bir versiyonu. ‘Zihin yükleme’ ifadesi, organizmanın davranışının tüm bilişsel yönlerini, bilinci de dahil olmak üzere, bir bilgisayara aktardığınız anlamına gelir.”
BEYİN KABLOLARDAN MI İBARET?
Nörobilimci Dan Turner-Evans da meyve sineği beyin haritaları (konnektom) üzerinde 6 yıldan fazla çalışmış biri olarak, sosyal medyada oluşan aşırı heyecanın gerçekçi olmadığını düşünüyor.
Turner-Evans , “Beynin bağlantı haritası çıkarmak çok etkileyici; biyomekanik beden simülasyonları da çok etkileyici; ikisini birleştirmek gerçekten güzel bir başarı” dedi ve ekledi:
“Ama konnektomlar hala ÇOK fazla bilgiden yoksun. Solucanın konnektomuna 30 yıldan fazla bir süredir sahibiz ve hala sanal bir solucanı güvenilir bir şekilde simüle edemiyoruz.”
Bilim insanına göre konnektomlar, hangi nöronun hangisine bağlı olduğu bilgisini verse de bağlantının gücü, kimyasal durum, hormon etkileri ve zamanla değişim gibi bilgileri vermiyor.
UZUN SÜRELİ HAFIZASI YOK
Eon Systems’in CEO’su Michael Andregg de çalışmanın bazı sınırlamaları olduğunu kabul ediyor.
Örneğin çalışmada “Sızıntılı Entegrasyon ve Ateşleme” (Leaky Integrate-and-Fire) modeli kullanılıyor. Bu, sinir biliminde en basit ama çok güçlü nöron modeli. Amacı ise gerçek nöronun elektriksel davranışını biyolojik ayrıntılara boğmadan, matematiksel olarak taklit etmek.
Bu modelde nöron, diğer hücrelerden gelen küçük elektrik sinyallerini zaman içinde biriktiriyor. Eğer biriken elektriksel potansiyel belirli bir eşik değeri aşarsa nöron kısa bir elektrik darbesi üretiyor (fire) ve ardından başlangıç seviyesine dönerek yeniden sinyal toplamaya başlıyor. Böylece model, gerçek nöronların karmaşık biyokimyasal ayrıntılarına girmeden, “sinyalleri topla, zamanla biraz unut, eşik aşılınca ateşle ve sıfırla” prensibiyle çalışıyor.
Ancak gerçek biyolojide olduğu gibi bu birikim kalıcı değil. Burada nöron gelen sinyalleri sonsuza kadar tutmuyor; zamanla unutup “sızdırıyor”.
Andregg, “Vücut taranmadığı için gerçek motor nöronları izleyemiyoruz” diyor ve ekliyor:
“Bu sinek şu anda uzun süreli hafıza oluşturamıyor.”
Ancak Andregg, sonuçta sinek beynini “bilgisayara yükledikleri” söyleminde ısrarcı.
“Bu, bizim görüşümüze göre, gerçekten bilgisayara yüklenmiş bir hayvan. Deneyiminin ne olduğunu bilmiyoruz; kimse bilmiyor. Ancak bu olasılığı ciddiye alıyoruz ve ona sadece bir test kutusu değil, zengin bir ortam sağlamak için çalışıyoruz.”
