Çip Üzerinde Yetiştirilen İnsan Beyin Hücreleri 'Doom' Oynamayı Öğrendi

Avustralyalı araştırmacılar, biyoteknoloji dünyasında sınırları zorlayan ve bilim kurgu filmlerini aratmayan bir başarıya imza attı. Cortical Labs bünyesindeki bilim insanları, silikon bir bilgisayar çipi üzerinde yetiştirdikleri insan beyin hücrelerini, 90'lı yılların efsanevi FPS oyunu "Doom"u oynayacak şekilde eğitmeyi başardı. Beynin ağ oluşturma sistemini taklit eden bu teknoloji, nöronların kapasitesinin henüz başlangıç aşamasında olduğunu kanıtlıyor.

"Biyolojik bilgisayar" olarak adlandırılan bu sistemlerin her biri, kan bağışlarından elde edilen kök hücrelerden yetiştirilen yaklaşık 200 bin canlı insan beyin hücresini barındırıyor. Daha önce, bir raketin yukarı ve aşağı hareket ettirilerek topun karşı tarafa gönderildiği basit "Pong" oyununda ustalık kazanan hücreler, şimdi çok daha karmaşık bir yapıya sahip olan Doom dünyasına adım attı.

Cortical Labs'ın kıdemli uygulama bilimcisi Alon Loeffler, sürecin başlangıcında nöronların durumu hakkında konuşurken, hücrelerin ilk etapta "hiç video oyunu oynamamış bir yeni başlayan seviyesinde" olduğunu belirtti. Doom, kullanıcının çevresini keşfetmesi ve düşmanları etkisiz hale getirmesi gereken kaotik bir 3D dünyaya sahip olduğu için, bir hücre kümesi için bu görev oldukça zorlayıcıydı.

Loeffler, eğitim sürecinin ilk aşamalarında nöronların sık sık duvarlara çarptığını, rastgele ateş ettiklerini ve kendi etraflarında döndüklerini ifade etti. Ancak zamanla, bu biyolojik yapıların çevreye uyum sağladığı ve düşmanları çok daha düzenli ve doğru bir şekilde hedef almaya başladıkları gözlemlendi. Her ne kadar performans mükemmel olmasa ve bir iblisi öldürmek için birçok kez yanlış yöne ateş edilse de, bu durum nöronların gerçek zamanlı uyaranlara adapte olabildiğini ve hedef odaklı öğrenme gerçekleştirebildiğini kanıtladı.

Teknik süreç ise oldukça etkileyici bir mühendislik gerektiriyor. Araştırmacılar, Doom'un dijital ortamını, çip üzerindeki nöronların anlayabileceği elektrik sinyali kalıplarına dönüştürdü. "CL1" adı verilen özel çip sayesinde, ekranda bir düşman belirdiğinde belirli elektrotlar nöronları uyararak tepki vermelerini sağlıyor. Nöronların oluşturduğu farklı aktivite kalıpları; silah ateşlemek, sola gitmek veya sağa dönmek gibi spesifik oyun içi komutlara karşılık geliyor.

Bilim insanları, CL1 çipine bağlı bir bilgisayar ekranı üzerinden nöronların elektriksel faaliyetlerini binlerce küçük nokta şeklinde izliyor. Bu veriler ışığında ekip, nöronların faaliyetlerini yönlendirmek ve onları eğitmek için girdileri sürekli olarak optimize ediyor. Ancak bu teknolojinin potansiyeli sadece video oyunlarıyla sınırlı değil.

Şirketin bilimsel operasyonlardan sorumlu başkanı Brett Kagan, CL1 çipinin ilaç taramalarından yapay zekaya benzer makine öğrenimine kadar geniş bir uygulama yelpazesine sahip olduğunu vurguladı. Kagan, nöron kültürlerinin robotik, gerçek zamanlı öğrenme görevleri, sağlık hizmetleri, tıp, hastalık modelleme, ilaç geliştirme ve hatta kişiselleştirilmiş tıp gibi birçok farklı alanda keşfedilebileceğini belirtti.

Kagan ayrıca CL1 çipini, geleneksel silikon çiplerden çok daha sürdürülebilir ve güçlü bir zeka formu olarak tanımlıyor. İnsan beyninin yaklaşık 20 watt gibi inanılmaz düşük bir enerjiyle çalışması, mevcut silikon tabanlı bilgi işlem ve yapay zekanın henüz ulaşamadığı bir verimlilik seviyesi sunuyor. Bu teknoloji, mevcut yapay zekanın yerini almayı değil, insanlığa daha önce sahip olmadığı yeni yetenekler kazandırmayı hedefliyor.

Sistemin bazı kısıtlamaları ise hala mevcut. Şu anki aşamada hücrelerin yaşam süresi altı ay ile sınırlı ve henüz tamamen tutarlı, programlanabilir sonuçlar üretme kapasitesine erişmiş değiller. Buna rağmen, endüstri analistleri projenin asıl değerinin, geleneksel çiplerle kıyaslandığında sunduğu sürdürülebilir enerji tüketimi ve yüksek verimlilikte yattığını savunuyor.

Yarı iletken araştırma şirketi Ingenuity'nin CEO'su William Keating, enerji yönetimini iyileştirme ve verimliliği artırma ihtiyacının kritik olduğunu belirterek, bu çalışmanın "çılgınca bir bilim deneyi veya bir aldatmaca olmadığını", aksine gerçek bilimsel ilerlemeler kaydeden ciddi bir araştırma olduğunu vurguladı.