Brainoware Nedir?

Bilim insanları, insan ve makineyi birleştirmeye bir adım daha yaklaşırken, insan nöronları ve teknolojik donanım kullanan 'Brainoware' bilgisayarını icat etti.

Bilim insanları elektronik ve insan beyni benzeri dokulardan oluşan ve 'Brainoware' adı verilen hibrit bir bilgisayarı tanıttı. Bu, biyolojik bilgi işlem adı verilen ve giderek büyüyen bir alanın parçası.

Bir beyin organoidi birkaç ay boyunca büyür. İlk hafta, bilim insanları kök hücreleri beyin hücrelerine dönüşmeye ikna ettikçe 'indüksiyon' gerçekleşir. İkinci hafta boyunca, bu nöral progenitör hücreler bölünür ve sayıları artar. Bir ay sonra organoid çok sayıda beyin hücresi içerir ve iki ay sonra organoid olgunlaşmıştır

Yeni teknoloji, organoide bilgi veren ve tepkilerini okuyan bir devre kartının üzerine oturan insan kök hücrelerinden yapılmış bir beyin 'organoidi' içeriyor.

Bu biyolojik-elektronik hibrit, insanları seslerinden tanıyabiliyor ve karmaşık bir matematik problemi hakkında tahminlerde bulunabiliyor.

Araştırmacılar bu keşfin, geleneksel bilgisayarların ihtiyaç duyduğu gücün çok azını kullanarak karmaşık hesaplama problemlerini gerçekleştirmek üzere insan ve makineyi birleştiren hibrit bilgisayarlara doğru önemli bir adım olduğunu iddia ediyor.

Brainoware'in arkasındaki bilim insanları, bilgisayarların insan beynini taklit etmesini mümkün kılarak yapay zekayı da destekleyebileceğini söyledi. 

İnsan beyni milyonlarca yıl içinde evrimleşmiş doğal bir bilgisayardır. Brainoware'in arkasındaki ekip, elektronik bilgisayarlar daha sofistike ve güçlü hale gelse bile, güç gereksinimleri söz konusu olduğunda beynin hala onların verimliliğini gölgede bıraktığını belirtiyor: "Bir insan beyni tipik olarak yaklaşık 20 watt harcarken, mevcut yapay zeka donanımı karşılaştırmalı bir [yapay sinir ağını] çalıştırmak için yaklaşık 8 milyon watt tüketiyor.

Yeni Brainoware bilgisayarında, insan kök hücrelerinden yapılmış bir beyin 'organoidi', organoidi bilgi ile besleyen ve yanıtlarını okuyan bir devre kartının üzerine oturtulmuştur.

Brainoware, bilgisayar bilimcilerinin 'rezervuar hesaplama' olarak adlandırdıkları, bir bilgisayarın karmaşık bir ağa - bu durumda beyin organoidine - bilgi beslediği ve çıktıyı yorumladığı bir örnektir.

Rezervuar hesaplamanın arkasındaki fikir, beyin dokusuna bilgi besleyen ve çıktıyı okuyan bilgisayarların, hücre ağlarının tam bir haritasını veya anlayışını gerektirmeden organoidin karmaşıklığından yararlanarak eğitilebilmesi veya ayarlanabilmesidir.

Başka bir deyişle, organoid bir tür 'kara kutu' ve bilim insanlarının onu kullanmak için tam olarak nasıl çalıştığını bilmeleri gerekmiyor. 

Organoid, yaşayan bir insanın beyninin bir parçası değil, pluripotent kök hücreler olarak adlandırılan ve her tür vücut dokusunu oluşturmaya ikna edilebilen hücrelerden yetiştiriliyor.

Indiana Üniversitesi Bloomington, Florida Üniversitesi ve Cincinnati Çocuk Hastanesi Tıp Merkezi'nden bilim insanları, insan kortikal organoidlerini büyütmek için pluripotent kök hücreleri kullandı.

Yaklaşık bir aylık büyümenin ardından organoidler, nöronlar, çeşitli beyin hücrelerine dönüşen nöral progenitör hücreler ve astrosit adı verilen bağışıklık hücreleri de dahil olmak üzere çeşitli insan beyin hücreleri içeriyordu.

Bu organoidler, öğrenme, muhakeme ve problem çözme gibi temel işlevleri yerine getiren beyin yüzeyi olan insan serebral korteksinin çok temel yönlerini taklit ediyor.

Bir konuşma tanıma deneyinde, Brainoware'den 240 ses klibinden oluşan bir koleksiyondan farklı Japon erkek seslerini tanıması istendi.

İlk testlerde sadece yüzde 51'lik bir doğruluk elde etti.

Ancak birkaç günlük eğitimden sonra performansı yüzde 78 doğruluğa yükseldi.

Brainoware bilgisayar kurulumu (solda) bir mikroelektrot dizisinin üzerinde oturan bir kortikal organoidden oluşur. Brainoware'de kullanılan organoidler, olgun nöronlar ve astrositler (sağ üstte) ve erken evre nöronlar ve nöral progenitör hücreler (sağ altta) dahil olmak üzere birçok beyin hücresi türü içerir

Çalışmanın yazarları, "Bu sonuçlar, eğitim sırasında elektrik stimülasyonunun, organoidin fonksiyonel bağlantısını yeniden şekillendirerek bilgi işlem performansını artırmak için Brainoware'in denetimsiz öğrenmesini tetikleyebileceğini göstermektedir" diye yazdı.

Organoidler 'düşünemezler' ve bildiğimiz anlamda bilince sahip değillerdir, ancak yeni bağlantılar kurma konusunda doğal bir yeteneğe sahiptirler. 

Yeni bilgisayarı güçlü kılan şeyin önemli bir kısmı insan beyninin yeniden organize olma yeteneğidir. 

Normal şartlar altında, insan beyni yeni deneyimlere yanıt olarak yeni bağlantılar kurar - nöronlar arasındaki bağlantılarda depolanan anılar ve öğrenme becerileri oluşturur. 

Brainoware ile olan da bu gibi görünüyor.

Problem çözme yeteneklerinin bir başka testinde, bilim insanları Brainoware'i kaotik bir doğrusal olmayan matematik denklemi türü olan bir Hénon haritasını tahmin etmekle görevlendirdi.

Tıpkı konuşma tanıma alıştırmasında olduğu gibi, sistem birkaç eğitim sisteminden sonra doğruluğunu artırdı.

Üç aylık büyümenin ardından, beyin organoidleri nöronlara dönüşebilen nöral progenitör hücrelerin yanı sıra olgun nöronlar da içeriyordu

Bilim insanları nöral plastisiteyi - organoidlerin yeni bağlantılar kurma yeteneğini - engellediğinde, böyle bir gelişme olmadı.

"Sonuçlar Brainoware'in öğrenme faaliyetinin nöral plastisiteye bağlı olduğunu gösterdi" diye yazdılar.

Çalışma bugün Nature Electronics dergisinde yayınlandı.

Brainoware'in gelişimi, bu beyin-hibrit bilgisayar sistemlerinin karmaşık sorunları çözebileceği fikrini destekliyor, ancak yeteneklerini gerçekten kanıtlamak için daha fazla çalışmaya ihtiyaç var, diye yazdı başka bir araştırmacı ekibi davetli bir yorumda.

'Beyin organoidlerinin in vitro bir öğrenme modeli olarak hizmet edebileceğini göstermenin sonraki adımlarında, uzun süreli hafıza, birden fazla görevi öğrenme yeteneği ve organoidin bağlı hesaplama sistemleri üzerindeki benzersiz katkısını ayırt etme yönlerini göstermek gerekecektir' diye yazdılar.

Bu, sürekli ve yaşam boyu öğrenmeyi mümkün kılan biyolojik mekanizmaların araştırılması için kritik önem taşıyacaktır.

http://tinyurl.com/yc6xmh4f