Pensilvanya’daki Lehigh Üniversitesi’nde Prof. Yevgeny Berdichevsky liderliğinde başlatılan çalışma, laboratuvarda yetiştirilen ‘beyin organoidlerinin’ veriyi nasıl işlediğini ortaya koymayı amaçlıyor. Ekip, Ulusal Bilim Vakfı’nın Araştırma ve Yenilik Alanında Gelişen Sınırlar (EFRI) programından 2 milyon dolarlık hibe ile, biyolojik bilgi işlem süreçlerini yapay sistemlere uyarlamak üzere kapsamlı bir deney planı hazırladı. Proje, PC Rossin Mühendislik ve Uygulamalı Bilimler Fakültesi ile Sağlık Fakültesi’nin iş birliğiyle ilerliyor.
ENERJİ VERİMLİ HEDEF
Araştırmacılar, insan beyninin bir ampul düzeyinde enerjiyle milyarlarca işlemi gerçekleştirebilme yeteneğini referans alıyor. Berdichevsky, daha önce donanım tabanlı sinir ağlarının insan beynini taklit etmeye çalıştığını, ancak gerçek nöral devrelerin hala çok daha karmaşık görevleri yerine getirebildiğini vurguluyor. Ekip, bu doğal hesaplama stratejilerini çözümleyerek yeni nesil yapay zeka algoritmalarına ilham vermeyi, böylece verimlilik ve işlem kapasitesini birlikte artırmayı hedefliyor.
ÜÇ BOYUTLU ORGANOİD DÜZENİ
Araştırmanın ilk aşamasında, yetişkin hücrelerden türetilmiş milimetre ölçeğindeki üç boyutlu beyin organoidleri incelenecek. Amaç, organoiddeki nöron bağlantılarını insan korteksindeki düzeni andıracak biçimde yeniden kurgulamak. Biyomühendislik malzemeleri ve mühendisliği doçenti Lesley Chow’un ekibi, nöron kümelerini konumlandırmak için 3 boyutlu yazdırılmış biyomalzeme iskeleleri geliştirecek. Bu sayede farklı sinir hücresi tipleri katmanlı bir mimariyle bir araya getirilerek, “aşağıdan yukarıya” tasarlanan bir organoid düzeni oluşturulacak.
IŞIKLA UYARIM, ANLAMLI DESEN
Nöronlar, ışık darbeleriyle iletilen basit hareketli görüntülere maruz bırakılacak; hücrelerin verdiği tepkiler optik yöntemlerle kaydedilecek. Ekip, bu sinyallerdeki desenleri analiz ederek organoidlerin hareket, hız ve yön gibi otonom araçlarda kritik olan özellikleri algılayıp algılayamadığını test edecek. Hangi nöronların ne zaman ateşlediğini ve bu etkinliğin ne anlama geldiğini çözmek için özel bilgisayar algoritmaları geliştirilecek.
ETİK ÇERÇEVE GÜÇLÜ
Araştırma planı, organoidlerin bilinç düzeyine yaklaşmayacak kadar küçük ve basit tutulmasını güvence altına alan etik önlemleri içeriyor. Proje ekibi, başarının; hesaplamalı algoritmalardan sinirbilime, biyomühendislikten doku mühendisliğine ve hatta felsefeye uzanan disiplinler arası bir uyuma bağlı olduğuna dikkat çekiyor. Bu kapsamda geliştirilecek doğrulama yöntemleri, biyolojik hesaplamadan esinlenen yapay zeka tasarımlarının sınırlarını güvenli biçimde genişletmeyi amaçlıyor.
UFKU GENİŞLETEN İŞBİRLİĞİ
Çalışma, laboratuvarda geliştirilen beyin modellerinin, pratik ve ölçeklenebilir bilgi işlem görevlerini destekleyebileceğini göstermek açısından ‘ilk adım’ olarak değerlendiriliyor. Başarıya ulaşması halinde, daha düşük enerji tüketimiyle daha yüksek performans sunan yapay zeka sistemlerinin kapısını aralayabilecek ve otonom sürüşten sağlık teknolojilerine uzanan geniş bir alanda dönüşüm etkisi yaratabilecek.
