Bilim İnsanları,Işık Kullanarak Yapay Nöronların Gerçek Nöronlarla Konuşmasını İzlediler
Nöronlarımız melodilerde konuşuyor; ritimlerini anlamak, konuşmalarına katılabilecek yeni bir cihaz yaratmanın anahtarı oldu.
Tıpkı gözlüklerin mücadele eden gözlerimize yardımcı olabileceği gibi, umarım yapay beyin maddesinin bir gün çalışmayan beyin bitlerimize olabildiğince iyi yardımcı olabilir.
Uluslararası bir araştırmacı ekibi, elektrik çıkışlarında konuşan nöronlarla iletişim kurmak için kullanılan önceki cihazların aksine, ışığı iletişim ortamı olarak kullanan bir nöroprotez geliştirdi. Bu tekniğe optogenetik denir ve elektrik tabanlı eşdeğerlerde şimdiye dek görülenden daha fazla hedefleme kontrolü sağlar.
Tokyo Üniversitesi’nden biyomedikal mühendisi Timothé Levi, “Optogenetik teknolojideki ilerlemeler, biyolojik nöronal ağımızın çok küçük bir alanındaki nöronları kesin olarak hedeflememizi sağladı.” dedi.
Optogenetik, biyolojik nöronları da değiştirmeyi içerir. Üç ila dört haftalık, laboratuarda yetiştirilen biyolojik sinir ağı genetik olarak, mavi ışığa maruz kaldığında nöronları yanıtlamaya teşvik eden alglerden türetilen ışığa duyarlı proteinler üretmek üzere genetik olarak tasarlanmıştır.
Bilim insanları, bu opsin proteinleri ile hangi tip nöronu veya bir sinir ağının yerini değiştireceğini oldukça kesin olarak seçebilirler.
Araştırmacılar, daha büyük biyolojik ağ içinde 0.8 x 0.8 milimetrelik bir alanı hedef alan mavi ışık ikili ritimleri üretmek için yapay sinir ağını kullandılar. Biyolojik nöronlar, yerel olarak ve tüm ağ boyunca kendi ritimlerindeki değişikliklerle yanıt verdi. Tepkileri kalsiyum görüntüleme ve elektrot sensörleri kullanılarak yakalandı.
Levi, “Başarımızın anahtarı, yapay nöronların ritimlerinin gerçek nöronlarınkilerle eşleşmesi gerektiğini anlamaktı” dedi.
“Bunu bir kez yapabildiğimizde, biyolojik ağ yapay olanın gönderdiği“ melodilere ”yanıt verebildi.”
Elektrot dizisi, nöral tepkinin uyarılan alandan dört kat daha büyük olduğunu algılamak için ekibin kullandığı elektrot dizisi gibi, araştırmacılar muhtemelen tam yanıtlarını yakalamadıklarını belirtiyorlar.
Yine de, deneyler etkili nöroprostetik iletişim oluşturmak için önemli bilgiler sağlıyor- ekip makalelerinde yazdı- çok küçük bir nöron grubunu hedefleme yeteneklerinin gelecekteki cihazlar için, hatta muhtemelen tek nöron seviyesine kadar daha yüksek bilgi aktarımı vaat ettiğini açıkladı.
Bazı insanlar biyo-melez gelişmiş insanlara (transhümanizm) ilişkin iddialı hayallere sahip olsa da, bundan hala çok uzağız.
Bu yapay nöronların soyundan gelenleri, nörolojik problemleri keşfetmek için daha pratik bir potansiyele sahiptir ve belki de bir gün travmatik beyin yaralanmaları yaşayanlara yardımcı olurlar. Ama yine de o aşamaya gelmeden önce paylaşacakları birçok melodi var.
Çeviri:Simge Kara
Kaynak:Scientific Reports.