Konferans: Sheila Nirenberg: Körlük Tedavisinde Bir Protez Göz

Konferansta, geliştirdikleri biyonik gözü anlatmakta. Beyinle doğrudan iletişim kurabilen bir makine. Bu, şu an bize imkansız gibi görünen bir çok şeyin gelecekte mümkün olabileceğini gösteriyor. Belki 2-3 yüzyıl sonra beyne bağlı robotlar geliştirilebilir, Cyborglar. :-)

- Cihaz iki parçadan oluşuyor, birisi kodlayıcı diğeri ise dönüştürücü. Kodlayıcı tam olarak biraz önce söylediğim şeyi yapıyor. ön-yüz devresinin yaptıklarını taklit ediyor -- görüntüyü alıyor ve bunu retinanın koduna dönüştürüyor. Ardından dönüştürücü çıkış hücrelerinin kodu beyine iletmesini sağlıyor, ve böylece normal retinal çıkış üretebilen retinal bir protez elde etmiş oluyoruz. Böylece tamamen kör bir retina, hiç önyüz devresi olmasa dahi, hiç bir fototoreseptörü olmasa dahi, beynin anlayabileceği normal sinyaller üretip beyine gönderebilecek hale geliyor. Şimdiye kadar hiç bir cihaz bunu yapamamıştı.

- Sadece retinanın yaptıklarını matematiksel formüllerle özetliyoruz. Ve böylece, bir manada bu eşitlikler, kod kitabına benzer bir görev görüyor. Bir görüntü geliyor, bazı eşitliklerden geçiyor, ve buradan aynen normal bir retinanın üreteceği şekilde elektrik darbe dizileri çıkıyor.

- Gördüğünüz gibi kodlayıcı-dönüştürücü ile tedavi edilmiş kör bir hayvandan alınan çıkış dizileri normal çıkış dizilerine gerçekten oldukça benziyor -- kusursuz değil, fakat oldukça iyi -- ve standart protez ile tedavi edilmiş kör bir hayvandan alınan diziler ise normal dizilere benzemiyor. Yani standart yöntem ile, hücreler çıkış üretiyor, bu çıkış normal çıkış dizilerine benzemiyor çünkü doğru kodlar kendilerine gelmiyor.

(Burada çıkış dizileri dediği, retinanın arkasından çıkan sinir hücrelerine ulaşan elektrik sinyalleri darbeleridir. Doğru elektrik sinyali kodu çıktığında beyin görebilir.)

- Şimdi özetlemek istiyorum, tabii daha önce de bahsettiğim gibi, eğer ilgileniyorsanız çok fazla veri var, fakat burada sadece beyin ile beynin kendi dilinde iletişim kurulabilmesi temel fikrini vermek, ve bunu yapabilmenin potansiyel gücünden bahsetmek istiyorum. Yani durumumuz, iletişimin beyinden aygıta doğru olduğu motor protezlerinden oldukça farklı. Burada dış dünyadan beyin ile iletişim kurup beynin bu iletişimi anlaması gerekiyor.

- Son olarak söylemek istediğim şey, bu fikrin genelleştirilebileceğinin altının çizilmesi gerektiğidir. Yani retinanın kodunu bulmak için kullandığımız stratejinin aynısını diğer bölgelerin kodunu bulmak için de kullanabiliriz, örneğin, işitme sistemi, ya da hareket sistemi için, yani işitme engellilerin veya felçlilerin tedavisinde kullanabiliriz. Yani aynen retinadaki zarar görmüş devreyi atlayarak retinanın çıkış hücrelerine erişebildiğimiz gibi, kulak salyangozundaki zarar görmüş devreyi atlayarak işitme sinirlerine erişebilir, beyin kabuğundaki zarar görmüş kısmı atlayarak felç sebebiyle oluşmuş açıklığı kapatabiliriz.

Konferansı İzle

Belgeselden: Biyonik Göz

Retina gelen görüntüyü kodlar. Beynin anladığı görme diline çevirir. Gözün arkasındaki sinirlerle beyne ulaştırır. Görme sağlanmış olur. Şimdi, yeni bir protez geliştirildi. Öncelikle retinanın görüntüyü nasıl kodladığı çözüldü. Kameranın çektiği görüntüler beynin anlayacağı görme diline kodlanıyor. Her zamanki elektrik sinyalleri oluşturuluyor. Gözün arkasındaki sinirlere gönderiyor. Retina atlanıyor. Beyin gelen elektrik sinyallerini tanıyor. Kameranın çektiği görüntüleri gerçekten görüyor!

Bu neden bu kadar heyecan verici! Göz çok karmaşık bir organdır. Yani baktığı görüntüyü nasıl kodladığını çözmek çok zordur. Şimdi, taklit edilebildiğini görüyoruz. Bu, beyinle doğrudan bağlantı kurabilen makinelerin mümkün olduğunu kanıtlar, işe yarar şekilde. Daha önceki yazılarımda beyne yapay uzuvların takılabileceğinden bahsetmiştim. İşte, beyinle gayet iyi iletişim kurabilen göz geliştirildi bile. Beyin kendi dilini konuşan aygıtı, kendi uzvu gibi hisseder. Bir kamera beyne bağlanabiliyorsa yapay kaslar daha rahat bağlanabilir. Kişi doğal uzuvlarını hareket ettirir gibi, yapay uzuvlarını hareket ettirebilir. Dokunma, işitme duyusu da taklit edilebilir. Örneğin bir protez, dokunduğu nesneyi, beynin anlayabileceği elektrik sinyalleri koduna çevirebilir. Bağlandığı sinirlerle beyne ulaştırır. Beyin kodu tanır. Nesneyi hisseder.

Üstelik görüntü kodlayıcı gözlükle beyin arasındaki bağlantı kablosuz sağlanmış. Göze optogenetik moleküller enjekte ediliyor. Moleküller gözlükle ışık yoluyla bağlantı kuruyor. Sinyalleri alıyorlar. Bağlandıkları sinirlere ulaştırıyorlar. Ameliyata gerek kalmıyormuş. Bu arada; Optogenetik, genleriyle oynanmış hücrelerin, ışık ile davranışlarının kontrol edilmesini içerir. Biyoteknolojiyle, genelde sinir hücrelerinin genleriyle oynanarak ışıkla kontrol edilir hale getirilir. Yakın gelecekte parkinson, epilepsi, kalpte ritim bozuklukları gibi birçok sinirsel hastalığın tedavisinde, başarılı bir şekilde uygulanabileceği tahmin ediliyor. Optogenetik ile ilgili daha çok ayrıntı için bu konferans izlenebilir.

Beyinle doğrudan bağlantı kurabilen makinelerin 5-10 yıldan önce hazır olamayacağını düşünürdüm. Ama şimdiden bakanlık yönetmeliği ve gerekli güvenlik yazışmalarının hazırlandığını görüyoruz. 2-3 yıl içinde hastalarda denenecekmiş.

Kameranın görüntüsü oldukça başarılı kodlanabiliyor. Üstelik bu teknolojiyle kızılötesi görüş bile sağlanabilir. Yine de gelecekte görüntünün tamamının kodlanabilmesi mümkün olabilir mi acaba! Ya da daha genel bir soru; beynin tüm iletişim kodu çözülebilir mi acaba!


Belgeselden: Biyonik Göz paylaşan: okanozcelik