Düşün cihaz çalışsın
Beyindeki dalgaları yönlendirerek bazı elektronik cihazları çalıştırma tekniğinde önemli adımlar atıldı ve insan beyni ve bilgisayar �Düşün Ğ çalıştır� sisteminde bütünleşmeye, kaynaşmaya başladı.
Hemen hemen 6-7 yıldır üzerinde çalışılan bilimin önemli projelerinden biri, hiç elini ayağını oynatmadan ve kullanmadan, sadece beyin sinyalleriyle cihazları çalıştırma konusunda büyük adımlar atıldı. Duke Üniversitesi (güney Karolina) sinir bilimcilerinden Miguel Nicolelis, maymunlarla gerçekleştirdiği deneyler sonucunda, düşüncelere göre hareket eden bir araç geliştirdi. Maymunla aynı aparata bağlanan robot kol, maymunun kol hareketini eşzamanlı olarak tekrar edebiliyor. Nicolelis, cihazı insanlar üzerinde denemeye hazırlanıyor.

Amerikalı doktorlar Roy Bakay ve Philip Kennedy�nin bundan üç yıl önce başladıkları, felçli bir hastanın kafatasına yerleştirdikleri elektrotlarla beyin sinyallerini çalıştırma denemesi de başarılı oldu. Hasta bugün komutları düşünce yoluyla bir bilgisayara aktarabiliyor.

Ve bu tür gelişmeler bilim dünyasında yeni bir vizyon yarattı: İnsanlar, beyinlerinde taşıdıkları çipler sayesinde makineleri düşünceleriyle çalıştırabilecekler.

Ünlü fizikçi Stephen Hawking gibi yaşamlarını yalnızca düşünce gücüyle sürdürebilenler, böylece düşünceleriyle:

yazı dikte edebilir,

robot hizmetçilere emir verebilir,

tekerlekli sandalye

sürebilir ya da

İnternette gezinebilirler. Hatta

kol ya da bacak protezlerini

bile yönlendirebilirler.

Firefox filmi yol gösterdi

Aslında 1982 yılında çevrilen �Firefox� filmi başka ne gibi olanakların yaratılabileceğini göstermişti bizlere. Savaş uçağındaki bir pilot (Clint Eastwood) savunma sistemini beyin akımlarıyla çalıştırıyordu.

Amerikan Hava Kuvvetleri bu vizyonu pek sevmiş, pilotun kafa derisindeki beyin akımlarını bilgisayar komutlarına dönüştüren kask modelleri üretmeye çalışmıştı.

Ancak projenin neden başarılı olmadığı şu şekilde açıklanıyor: İnsan beyninde aralıksız olarak elektrik sinyali veren 100 milyar sinir hücresi var. Bu sinir bombardımanı arasından ayrı ayrı sinyalleri bulup her sinir uyartısının mantığını anlamak hiç de olası görünmüyor.

Gerçi kafa derisine yapıştırılan elektrotlarla beyin akımları ölçülebiliyor, ama sinyaller çok zayıf ve karmaşık yansıdıklarından, belli düşüncelere göre sınıflandırılamıyor. Bilim adamları bu yüzden beynin hassas dokusuna kadar indiler.

15 yıl beklendi

�Maymun beynindeki ilk sinyalleri duyabilmek için 15 yıl uğraştık� diyor Nicolelis. Araştırmacı beyne ulaşabilmek için her seferinde yeni elektrotlar geliştirmiş. Maymunun kafatasına yerleştirilen altı tane dört köşeli plakadan her biri küçük parmağın tırnağı büyüklüğünde ve bunlar tıpkı bir elektrik prizi gibi sürekli kafatasında kalıyor.

Nicolelis plakaları işlemciye bağlamak istediğinde kabloları bu plakalara iliştiriyor. Plakaların her kenarında saç teli inceliğinde 128 çelik tel var. Tarak dişini andıran bu çıkıntılar, yaklaşık 2mm kadar beyin kabuğuna giriyor (korteks) ve burada sinir hücreleriyle kaynaşıyorlar.

Beyin ve bilgisayar arasındaki kesişme noktası da zaten burada ve bu noktada biyolojik sinyaller elektronik sinyallere dönüşüyor. Bize karmaşık gelen aslında basit bir ilkeye dayanıyor sistem: Elektrotlar beyindeki akımını, yani beynimiz �çalıştığında� bir sinir hücresinden diğerine akan elektrik sinyallerini ölçüyorlar.

Bu uyartılar şimdilik kablolarla bilgisayara aktarılıyor; fakat yakın bir zaman sonra kablolara gerek kalmayacak. Nicolelis, üniversitedeki mühendislerle birlikte telsiz elektrotlar üzerinde çalışıyor.

Düşünen doku ve işleyen silisyumu birleştirmeyi, Münih�teki Max-Planck Biyokimya Enstitüsü�nden Peter Fromherz ve Günther Zeck de düşlüyordu. Araştırmacılar kısa süre önce salyangozun sinir hücrelerini sürekli olarak bir silisyum çipine bağlamayı başardılar. Salyangoz nöronları minik plastik dişlerle, yarıiletkene bağlandıktan birkaç gün sonra canlı ve ölü maddeler arasında iletişim oluştu.

Fromherz ve Zeck bu amaçta sinir hücresine çip üzerinden elektrik sinyali gönderdiler. Elektrik akımı tüm hücre topluluğundan geçerek salyangoz hücrelerinden biri tarafından çipe iletildi. Böylece beyin ve bilgisayar bağlantısına bir adım daha yaklaşıldı.

Berkeley�deki Kaliforniya Üniversitesi araştırmacıları ise, kedinin beyin merkezinde, görme duyularını işleyen 177 sinir hücresini bilgisayara bağladılar. Bir bilgisayar programı sinyalleri görüntülere dönüştürdü. Gerçi görüntüler çok silikti ama kedinin deney sırasında baktığı kişiyi gösteriyordu.

Sinyaller nasıl dönüşüyor?

Chicago Northwestern Üniversitesi araştırmacılarından Ferdinando Mussa-Ivaldi bunu anlayabilmek için gerçek bir �Cyborg� üretti. Yoğun oksijenli bir deney tüpünde yüzen omurgasız taşemenin (Petromyzon) beynini, bilgisayar ve kablolar aracılığıyla dört tekerlekli küçük bir robota bağladı.

Mussa-Ivaldi parlak bir ampulü yaktığında robottaki sensorlar, taşemenin beynine elektrik sinyalleri gönderiyorlar. Beyin, sinyalleri işleyerek robota bir komut iletiyor. Robot, taşemenin içgüdüsüne uygun olarak ışığa doğru yuvarlanmaya başlıyor, ampul söndüğündeyse robot da duruyor.

Bu süreç özel olarak geliştirilmiş bir yazılım ile gerçekleşiyor. Program beyindeki mesajları bilgisayar diline uygun komutlara dönüştürüyor.

�Önce sinir uyartıları ve hareketler arasındaki bağlantıyı izlemek gerekiyor� diyor Nicolelis. Bir meyveye uzanırken anahtarı çeviren deney maymunları bu yüzden aynı harekete defalarca tekrarlamak zorunda kaldılar.

Gerçi kablolar kavrama hareketi sırasında, kortekste vınlayan milyonlarca sinir hücresinden sadece küçük bir bölümüne bağlıydı; ama buna rağmen düşünceyle ilgili net bir görüntü ortaya çıkıyordu. Nicolesis�in ekibi bu deneyden sonra sinirsel sinyalleri çeviren bir bilgisayar programı yazdı. Robot, maymunların kol hareketlerini üçboyutlu ortamda birebir tasarlayana kadar da programı geliştirdiler.

Beyindeki uyartılar doğal olarak esas hareketten 0,3-0,4 saniye önce yaşandığından bu kısa süre içinde bilgisayar tarafından çevrilebilmiş ve robot kol, maymunun koluyla eşzamanlı olarak hareket edebilmişti.

Diğer bir çalışmada, veriler İnternete de aktarıldı. Böylece Durham�daki maymunun beyni sinir sinyalleri verdiğinde 1000km ilerdeki Cambridge Üniversitesi�ndeki robot kol da hareket edebildi.

Akıllı fareler

Zeki deney hayvanları, bilinçli olarak düşünceleriyle makineyi nasıl çalıştırabileceklerini bile öğrenebiliyorlar. Bunu farelerle yapılan deneyler gösterdi: Nicolelis, Hahnemann Üniversitesi�ndeki çalışma arkadaşı John Chaplin�le birlikte fareleri eğitti. Fareler su içmek istediklerinde ön ayaklarıyla bir düğmeye basıyorlardı.

İkinci bir aşamada anahtar kol, doğrudan doğruya farelerin sinir uyartılarıyla işlemeye başlamıştı. Fareler kısa süre sonra düğmeye basmak zorunda olmadıklarını, aparatın düşünce gücüyle işlediklerini kavradılar.

Felçli ya da protezli hastalarda da cihazın benzer bir biçimde işleyebileceğini düşünüyor Nicolelis: �Bunun için kişinin felçli ya da eksik organını hareket edebileceğini düşünebilmesi yeterli�. Çünkü felçten sonra beyindeki komut bölgeleri körelmez ve yıllar sonra da hareketlerle ilgili komutları verebilirler.

Deneyleri gerçekleştiren bilim adamlarının İnternet siteleri ve Spiegel dergisinde yer alan haberlere göre, denekler felçli eklemlerini hareket ettirmeye çalışırlarken beyin kabuğundaki süreç çekirdek spintomografıyla dinlendi. Sonuç: En az beş yıldır tümüyle felç olan insanların beyni bile kol ve bacaklara komut gönderebiliyordu.

Büyük başarı

Beyninde bir çiple yaşayan bir hasta şimdi sinyalleri bilinçli olarak devreye sokabilmek için çalışıyor. Hasta sol elinin işaret parmağını hareket ettirmeyi düşünürken, beyninin sağ yarısındaki elektrotlar buna uygun sinyalleri veriyor ve bir software programı da bunları makine diline çeviriyor. Doktoru Phillip Kennedy�nin verdiği bilgiye göre, hasta bu sistem sayesinde yapay bir işaret parmağıyla bir bilgisayar ekranı üzerinde gezinmeye başarmış.

Üç yıldır tümden felçli olan hasta düşünce gücüyle bir ekran üzerinden seçtiği harflerle sözcükler de yazabiliyor.

http://www.hurriyetim.com.tr/haber/0...~134623,00.asp