BİYOLOJİK VE YAPAY NÖRON ARASINDAKİ KÖPRÜYÜ SOUTHAMPTON ÜNİVERSİTESİ KURDU
Beyin fonksiyonu, sinir hücreleri olan nöronlar ve aralarındaki mikroskopik düzeylerde olan sinaps adı veilen boşluklar sayesinde sağlanıyor. Bir nöronun çeşitli miktarlarda sinapsına bıraktığı kimyasal maddelerin diğer nöron tarafından algılanmasıyla nöronlar arsındaki iletişim gerçekleşmiş oluyor.
Bilim insanları, insan vücudundaki en önemli organlardan biri olan beynin yapısını ve işleyişini materyalize etmeye yönelik çalışmalar yapıyorlar ve beyindeki nöron ile sinaps yapılarını taklit etmeye yönelik elektronik aletler geliştirmeye çalışıyorlar. Bu sayede elektronik aletler ve beyin arasında bir arayüz oluşturarak ilk adımda elektronik bir cihazla beyin arasındaki iletişimi daha sonrasında elektronik aletleri bir aracı olarak kullanıp iki beyin arasında iletişim sağlamayı amaçlıyorlar. Kısacası telefonumuzu kullanarak başka biriyle konuşup bilgi aktarma süreci gibi beyinler arasında iletişim sağlanmaya çalışılıyor.
Nature Scientific Reports tarafından yayınlanan bu yeni çalışmada, bilim insanları nanoteknolojiden faydalanarak biyolojik ve yapay nöronlardan oluşan hibrit bir nöral ağ oluşturdular. Oluşturdukları bu nöral ağın internet üzerinden birbirine bilgi akışı yapmalarını sağladılar. İnternet, yapay nöron ve biyolojik nöronun temelini oluşturduğu sistem bu üç unsurun ilk defa birleştirdi ve uyum içerisinde çalışmasını sağladı.
Çalışma için biyolojik ve yapay olmak üzere iki nöron gerekliydi. Biyolojik nöron İtalya’daki Padova Üniversitesi tarafından fare üzerinden elde edilirken yapay nöron Zurich Üniversitesi ve Zurich Federal Teknoloji Enstitüsü tarafından silikon mikroçipler üzerinden üretildi. Bu iki nöronu birbirine bağlayacak ve aralarındaki iletişimi gerçekleştirecek olan sanal laboratuar Southampton Üniversitesi’nde geliştirildi. Geliştirilen bu laboratuar ve sinaptik cihazlarla nanoelektronik sinapsları ayrıntılı ve en iyi biçimde kontrol etmek amaçlandı. Sinaptik cihaz olarak memristör kullanıldı. Memristor, gerilim ve voltaj arasındaki zaman integral ilişkisini kontrol eden elektronik bileşendir. Daha açık olmak gerekirse memristör üzerine gelen akıma göre direncini değiştiren bir devre elemanıdır.
Southampton’daki araştırmacılar İtalya’da biyolojik nöron üzerinde oluşan sinyali internet üzerinden Zurich’e yollamayı başardı. Bunun yanında bu işlemin eşzamanlı olarak tam tersine işleyebileceği yani Zurich’ten Padova’ya da sinyal gönderebilineceği ortaya kondu.
Themis Prodromakis(Southampton Üniversitesi Nanoteknoloji Profesörü) böyle bir çalışma yaparken çeşitli teknolojilerin ve bu teknolojileri kullanmada uzman kişilerin aynı çatı altında olmaları en büyük engellerden biri olduğundan sanal laboratuvar oluşturarak bu çalışmada başarılı olduklarını açıkladı.
Araştırmacılar yaptıkları çalışmanın birçok değişik bilim dalı tarafından ilgi çekeceğine ve nöral arayüz oluşturma hususundaki ilginin ve çalışmaların hızla artacağını düşünüyorlar. Bu sayaede nöral arayüzlerde ilerlemenin ve inovasyonun hızlanacağına inanıyorlar. Birbirinden tamamen farklı iki teknolojinin dünyanın farklı lokasyonları arasında bağlantı sağlamasının özellikle teknolojinin demokratikleşmesi yönünde bir adım olduğuna inanıyorlar çünkü bu sayede iki teknolojik cihazın bağlanmasını engelleyen en belirgin bariyerlerden biri kalkmış oluyor.
Profesör Prodromakis ekliyor:
“Bu yeni gelişme için oldukça heyecanlıyız Bir yandan internet sayesinde biyolojik bir nöron ve yapay olarak geliştirilmiş bir nöron arsasında iletişim sağlanarak doğal evrim sırasında hiç karşılaşılmayan yeni bir senaryonun temelleri atılıyor. Diğer yandan ise beynin kullanılmayan kısımlarını alüminyum çipler kullanarak oluşturmak gibi nöroprostetik teknolojilere yeni bir bakış açısı kazandırıyor.”
KAYNAKÇA VE İLERİ ARAŞTIRMA İÇİN:
https://www.nature.com/articles/s41598-020-58831-9
https://www.sciencedaily.com/releases/2020/02/200226110843.htm