Süper Bilgisayarda Beyin Oluşturmak
Date: 6 Eylül 2017Author: PSM
2005 Yılında başlayan “Blue Brain” (Mavi Beyin) isimli proje kapsamında, Henry Markram 2009 yılında yaptığı bu konuşmada, geldikleri noktayı anlatıyor. Beynin dijital bir kopyasını yapıp, bunun üstünde beynin sırlarını çözmeyi hedefleyen projenin çalışmaları halen devam etmekte.
Geçtiğimiz Haziran ayında proje kapsamında yürütülen çalışmalarda önemli bir keşif yapıldı. Aşağıdaki linkten konuyla ilgili makalemize ve videoya ulaşabilirsiniz:
Bizim amacımız, insan beyninin ayrıntılı ve gerçekçi bir bilgisayar modelini yapmaktır. Ve gecen son dört yıl içinde bu fikrin ispatini bir kemirgen beyninin küçük bir bölümünde gerçekleştirdik, ve bu görüşün ispati ile birlikte simdi projemizin ölçeğini insan beynini oluşturmaya kadar büyütüyoruz.
Neden bunu yapıyoruz? Bunun uç sebebi var: Birincisi; eğer topluma uyum sağlamak istiyorsak insan beynini anlamak bizim için temel bir zorunluluktur, ve bunun gelişim için bir çözüm yolu olduğuna inanıyorum. İkinci sebep; deneylerimizi sonsuza kadar hayvanlar üzerinde yapamayız, tüm verileri ve bilgimizi isleyen bir modelde toplamalıyız. Nuh Peygamberin gemisi gibi. Ayni bir arşiv gibi. Ve uçuncu sebep de; bu gezegende zihinsel bozukluklar yasayan iki milyar insan var, kullanılan ilaçlar da çoğunlukla deneysel. İnanıyorum ki bu hastalıkları tedavi etmek için kesin çözümler üretebiliriz.
Hatta şu aşama da dahi beynin nasıl çalıştığına dair belli başlı soruları araştırmak için bu beyin modelini kullanabiliriz. Ve burada, TED’de, ilk kez bir teoriyi; ki bir çok teori var, beynin nasıl çalıştığına dair bir teoriyi nasıl ele aldığımızı sizlerle paylaşmak istiyorum. Şöyle ki; bu teoriye göre, beyin evrenin bir versiyonunu yaratır ve kurar. Ve evrenin bu uyarlamasını etrafımızı saran bir balon gibi tasarlar. Elbette, bu konu yüzyıllardır tartışılan felsefi bir konudur. Fakat, ilk kez bu konuyu beyin simülasyonu ile ele alabiliriz. Ve bu teorinin doğru olup olmadığına dair sistematik ve özenle hazırlanmış sorular sorabiliriz.
Ufuktaki Ay’ın kocaman olmasının sebebi sadece bizim algi sınırımızın 380.000 kilometreye kadar yayılamamasındandır. O (Ay) bizim algi sınırımızı aşar. Ve biz de bu yüzden algi sınırımız içinde kalan binalarla kıyaslarız ve bir yargıda bulunuruz. O kadar büyük olmamasına rağmen, Ay’ın kocaman olduğuna karar veririz Bu da bize gösterir ki; yapılan tespitler algi sınırımızı destekleyen temel taşlardır. İşte bu tespitler onu canlı kılar. Kararlar olmaksızın, göremezsiniz, düşünemezsiniz, hissedemezsiniz. Anestetik ilaçların çalışma sisteminin sizin derin uykuya dalmanıza vesile olarak, ya da sinirsel uyarı iletimini keserek işe yaradığını, böylelikle acıyı hissetmediğinizi sağladığını düşünüyor olabilirsiniz, oysa, aslında anestetik ilaçlar bu şekilde işlemez. Aslında yaptıkları işlem, beyne ses sinyalleri göndermektir; ki böylelikle beyindeki nöronlar birbirleriyle iletişim kuramazlar. Onlar darmadağınık olmuşlardır, ve bu yüzden siz bir karar veremezsiniz. Yani siz, doktor ya da cerrah ne yapıyor acaba diye anlamaya çalışırken, o vücudunuzu kesmiş, deşmiştir, çoktan yanınızdan ayrılmıştır bile. evine varmış ve çayını yudumluyordur.
Yani, bir kapıya varıp, onu açtığınız zaman algılamak için yapmak zorunda olduğunuz şey tespitler yapmaktır. Odanın büyüklüğüne dair, duvarlarına, yüksekliğine ve odadaki nesnelere dair binlerce tespit. Gördüğünüzün yüzde doksan dokuzu göze yansıyan değildir. Sizin o oda hakkındaki çıkarımlarınızdır. O halde, açıkça diyebilirim ki; “Düşünüyorum, öyleyse varım.” Fakat, “Düşünüyorsunuz, öyleyse varsınız.” diyemem. Çünkü siz benim algı sınırım içindesiniz.
Şimdi, bu konuda tartışıp, felsefe yapabiliriz, fakat, önümüzdeki bir kaç yüz yıl boyunca bunu gerçekten tartışmak zorunda değiliz. Çok net bir soru sorabiliriz. Beyin böyle bir algılamayı oluşturabilir mi? Bunu yapabilme yeteneği var mıdır? Bunu yapabilecek töz’e sahip midir? İşte, size bugün anlatacağım konu budur. Öyle ki; evrenin beyni oluşturması on bir milyar yıl aldı. Bunu biraz da geliştirmesi gerekti. İç güdülerimizin olabilmesi için, beynin ön bölümünü eklemesi gerekti. Çünkü karada hayatta kalmakla baş edebilmeliydi. Fakat, asıl büyük adım neokorteks oldu. Yeni bir beyin. Buna ihtiyacınız vardı. Memeli hayvanların buna ihtiyacı vardı çünkü ebeveyn olabilmek için sosyal iletişimlerle bilmeye veya kavramaya ilişkin karmaşık fonksiyonlarla baş edebilmesi için bu gerekliydi.
Yani, neokorteks’i bugün aslında bildiğimiz evrenin nihai çözümü olarak düşünebilirsiniz. Evrenin ürettiği zirve, en son oluşum. Evrimde öylesine başarılıydı ki; nöronların sayısı, neredeyse ürperti veren bu organı, bu yapıyı geliştirebilmek için fareden insana kadar bin misli arttı. Ve neokorteks evrimsel gelişimine son vermiş değildir. Aslında, insan beynindeki neokorteks inanılmaz bir hızla gelişmektedir.
Eğer neokorteks’in yüzeyini büyültürseniz, bilgisayardaki gibi küçük modüllerden, G5 işlemcilerinden, meydana geldiğini fark edersiniz. Fakat, bunların sayısı milyonlarcadır. Evrimde öylesine başarılıydı ki; bizim yaptığımız işlem, kafatasında hiç yer kalmayacak kadar onları tekrar tekrar, defalarca kopyalamaktı. Ve beyin kendisinde katlanmaya başladı, iste bu yüzden neokorteks bu kadar yoğun sarılmıştır (kıvrımlıdır). Biz sadece kolonlar halinde toparlıyoruz; ki böylelikle daha karmaşık fonksiyonları meydana getirebilmek için daha fazla neokortikal kolonlarımız olabilsin.
Yani neokorteks’in aslında bir milyon tuşlu, kocaman bir piyano gibi olduğunu düşünebilirsiniz. Her bir neokortal kolon bir nota sesi çıkartır. Onu harekete geçirirsiniz ve bir senfoni oluşur. Fakat bu sadece bir algı senfonisi olmakla kalmaz, bu sizin evreninizin senfonisi, sizin gerçeğiniz haline gelir. Elbette, bir milyon tuşlu piyanoyu çalmayı öğrenmek uzmanlaşmak, yıllarınızı alır. İste bu yüzden çocuklarınızı iyi okullara, mümkünse nihayetinde Oxford’a, göndermeniz gerekir 🙂 Ancak, bu sadece eğitimle kalmaz. Genetik özellikler de bunda rol oynar. Şanslı doğmuş olabilirsiniz, ya da neokortal kolonunuzu uzmanlaştırma bilgisine vakıf olabilirsiniz ve böylelikle de muhteşem bir senfoni ortaya koyabilirsiniz.
Aslında, otizm’in “Yoğun Dünya” ismini verdiği yeni bir teorisi vardır; ki bu teoriye göre; neokortikal kolonların süper kolonlar olduğu ileri sürülür. Son derece tepkisel ve süper esnek yapılardır, ki; otizm hastaları, bizim inanamayacağımız bir senfoniyi oluşturma ve öğrenebilme yetisine sahip olabilirler. Ancak, sunu da kabul etmelisiniz ki; eğer bu kolonlar içerisinde bir hastalığınız varsa, o nota kapalı olacaktır. Algı, yani yarattığınız senfoni bozuk olacak, ve sizde hastalığın belirtileri ortaya çıkacaktır.
Yani, Nöroloji bilimi için kutsal kase, neokortikal kolonun tasarımını çözebilmektir. Ve bu sadece Nöroloji bilimi için değil, algıyı anlayabilmek, gerçeği okuyabilmek, ve hatta fiziksel gerçeği çözebilmek için de çok önemlidir. İşte, son on beş yıldır bizim yaptığımız da neokorteks’i sistematik olarak parçalara ayırmak ve incelemek oldu. Bu çalışma, gidip yağmur ormanlarının bir bölümünün katalogunu hazırlamaya benzetilebilir. Orada kaç tane ağaç vardır? Bu ağaçların sekilerli nasıldır? Her türden kaç tane ağaç var? Nerelere yerleşmişler?
Ancak bu çalışma, kataloglamadan daha kapsamlıdır çünkü iletişim ve bağlantı kurallarını tasvir etmek ve ortaya çıkarmak zorundasınız. Çünkü nöronlar birbiriyle gelişigüzel bağlantı kurmazlar. Hangi nöronla bağlantı kuracaklarını dikkatle tespit ederler. Kataloglamadan daha kapsamlı olmasının diğer bir sebebi; onların uç boyutlu dijital örneklerini bilfiil oluşturmanızı gerektirmesidir. Ve biz bunu binlerce nöron üzerinde gerçekleştirdik. Bulduğumuz farklı tür nöronların dijital örneklerini oluşturduk. İste bunu bir kez gerçekleştirdiğiniz zaman neokortikal kolonu oluşturmaya başlayabilirsiniz.
İşte burada onları sarıyoruz. Bunu yaptıkça fark ediyoruz ki; dallar milyonlarca yerde kesişiyorlar ve her bir kesişim noktasında iki nöronun birleştiği yeri; sinaps’i oluşturabilirler. Sinaps, nöronların biberleriyle iletişim kurdukları, kimyasal bir noktadır. Bu sinapslar beraberce bu ağı ya da beynin devrelerini oluştururlar. İşte, bu devreyi beynin dokusu olarak düşünebilirsiniz. Ve beynin dokusunu düşündüğünüzde bu yapı nasıl meydana gelmiştir diye sorarsınız? Bu halinin modeli nedir? Fark edersiniz ki; bu, beyin konusundaki tüm teoriler için bir engel teşkil eder özellikle de, bu halıdan, işte belli bir modeli (motifi) olan bu halıdan, bir gerçek çıkarabileceğini öne süren teoriye meydan okur.
Bunun sebebi, beynin oluşumundaki en önemli sır: çeşitliliktir. Her bir nöron farklıdır. Tıpkı orman örneğinde olduğu gibi. Her bir çam ağacı farklıdır. Değişik türler olabilir, fakat, her bir çam ağacı farklıdır ve beyin de iste aynen böyledir. Öyle ki; beynimdeki hiç bir nöron bir diğeri ile ayni değildir ve benim beynimdeki hiç bir nöron sizin beyninizdeki nöronun aynısı değildir. Ve sizin nöronlarınız da aynı şekilde yönlendirilmiş veya konumlanmış olmayacaktır. Ve hatta; daha çok ya da daha az sayıda nöronlarınız olabilir. Aynı dokuya ya da devre sistemine sahip olmanız mümkün değildir.
O halde nasıl olur da birbirimizi anlayabileceğimiz bir gerçekliği yaratabilmemiz mümkün olabilir? Aslında bunun üzerine mütalaa etmemize hiç gerek yok. Şimdi 10 milyon sinaps’in hepsine bakabiliriz. Dokusuna bakabiliriz. Ve nöronları değiştirebiliriz. Değişik nöronları, farklı varyasyonlarda kullanabiliriz. Onları farklı konumlara yerleştirebilir, farklı yerlere yönlendirebiliriz. Onları daha çok ya da daha az sayıda kullanabiliriz. İşte bunu yaptığımız zaman devre sisteminin değiştiğini fark ettik. Fakat devre sisteminin örülüş dokusu değişmez. Yani beynin dokusu beyniniz daha küçük ya da büyük olsa da farklı sinir hücreleri olsa da sinir hücrelerinin farklı morfolojisi olsa da özde ayni dokuyu paylaşıyoruz. Ve inanıyoruz ki; bu da her canlı türünde o türe özgüdür. Ki bu da niçin başka canlı türleriyle iletişim kuramadığımızın sebebini açıklar.
Gelin simdi bunu devreye sokalım, fakat onu yapabilmeniz için önce bunu hayata geçirmek zorundasınız. Bunu formüllerle, bir çok matematik denklemlerle hayata geçiriyoruz. Aslında, sinir hücrelerini elektrik üreticilerine döndüren denklemleri Cambridge’den, Nobel ödüllü iki kişi tarafından keşfedilmiştir. Yani, sinir hücrelerini hayata geçirecek matematiği biliyoruz. Sinir hücrelerinin bilgiyi nasıl topladığını ve birbirleriyle iletişim kurmak için nasıl küçük bir şimşek oluşturduklarını açıklayabilecek matematiği de biliyoruz. Sinaps’a vardıklarında sinaps’a gerçekten, tesirli bir şekilde şok etkisi yaparlar Bu, sinapslardan kimyasal maddeleri yayan, bir elektrik şoku gibidir.
Yani, sinir hücreleri arasındaki iletişimi açıklayabiliriz. Neokorteks’in hareketinin benzerini yapmanız gereken, gerçekten de çok az sayıda formül vardır. Fakat, bunun için çok büyük bir bilgisayara ihtiyacınız var. Aslında, sadece bir tek nöronun tüm hesaplamalarını yapabilmek için bile bir dizüstü bilgisayara ihtiyaç vardır. O halde 10,000 tane dizüstü bilgisayara ihtiyacınız olacaktır. Bunun için nereye gitmeniz gerekir? IBM’e gidersiniz ve süper bir bilgisayar alırsınız, çünkü onlar 10,000 adet dizüstü bilgisayarı alıp, bir buzdolabı büyüklüğüne nasıl getireceklerini biliyorlar. İşte şimdi “Mavi Gen” (Blue Gene) süper bir bilgisayarımız oldu. Tüm sinir hücrelerini, her birini bu bilgisayarın işlemcilerine yükleyebiliriz, çalıştırır ve olacakları görürüz. Sihirli halıda bir yolculuğa çıkarız.
Burada bunu harekete geçiriyoruz ve bir uyarı olduğu zaman beyninizde neler olduğunun ilk görüntüsünü veriyor. Bu ilk görüntü. Şimdi, buna ilk baktığınızda “Aman Allah’ım! Buradan nasıl bir gerçeklik çıkabilir ki?” diye düşünebilirsiniz. Fakat, aslında bu neokortikal kolonu henüz geliştirmemiş olsak da, aslında belirli bir gerçeklik çıkarmaya başlayabiliriz. Ancak ” Gül nerede?” diye sorabiliriz. “Eğer onu bir resimle uyarıyorsak, o içeride nerededir?” diye sorabiliriz. Neokorteks’in içinde, neresindedir? Eğer bununla uyardıysak, sonuç itibariyle orada olmak zorundadır.
O halde, şöyle bakabiliriz sinir hücrelerini, sinapsları göz ardı ederek yalnızca saf elektrik hareketlerine bakabiliriz. Çünkü onları oluşturan budur. O, elektrik şekiller dizisini oluşturuyor. Yani, bunu yaptığımız zaman, gerçekten de ilk kez hayalet gibi gözüken; neokortikal kolonun içinde elektriksel cisimler gözlemledik. İşte bu elektriksel objeler de uyarıcıya dair tüm bilgileri içerirler. Ve bu yapıya yakından baktığımızda tıpkı evren gibi görünür.
O halde bir sonraki aşamada yapmamız gereken şey sadece bu beyin koordinatlarını alıp algısal alana yansıtmaktır. İşte bunu yaptığınız zaman bu makine tarafından, bu beyin parçası tarafından, yaratılmış olan gerçeği görme imkanınız olacaktır. Bu beyin parçası tarafından, yaratılmış olan gerçeği görme imkanınız olacaktır. Yani, özetle; sanırım evren… olasıdır ki… kendine ayna olacak bir beyni geliştirmiş olabilir ki, bu da kendi hakikatini tanımaya dair ilk adim olabilir. Bu teorileri ve diğer teorileri test etmek için yapılacak daha çok şey var. Ancak, umarım kısmen de olsa ikna olmuşsunuzdur ki; beyni oluşturmak imkansız değildir. Bunu 10 yıl içinde başarabiliriz. Ve şayet bunu başarabilirsek, 10 yıl içinde, TED’e sizinle konuşacak bir hologram göndereceğiz. Teşekkür ederim.
Önceki Önceki yazı: Tekniğe İlişkin Bir Soruşturma
Sonraki Sıradaki Yazı: Spinoza’yı Yeniden Keşfetmek – 1