Yetişkin bir insan beyninin ağırlığı, yaş ve cinsiyet gibi faktörlere bağlı olarak değişmekle birlikte ortalama olarak 1,3 ile 1,5 kilogram arasındadır.
Beyin, toplam vücut ağırlığının yalnızca %2’sini oluşturmasına rağmen, dinlenme halinde bile vücuttaki enerjinin yaklaşık %20’sini tüketir. Kişi aktif hale geldiğinde ise bu oran daha da yükselir. Bu denli yüksek enerji kullanımı, beynin sürekli olarak bilgi işlemesi ve hayati fonksiyonları düzenleme görevlerini yerine getirmesinden kaynaklanır.
Beynin yapısı, su, yağ, protein ve iyonların oluşturduğu karmaşık bir sistemdir ve yaklaşık %60’ı lipitlerden (yağlardan) meydana gelir. Bilgi iletimini sağlayan nöronlar, bu yapının işlevsel temelini oluşturur. İnsan beyninin karmaşıklığı düşünüldüğünde, bu nöronların sayısı oldukça fazladır. Yapılan hesaplamalar, insan beyninde yaklaşık 86 milyar nöron bulunduğunu göstermektedir
Nöronlar birbirleriyle oluşturduğu bağlantı desenlerinin (paternlerin), düşünce, istek ve duygularımızın şekillenmesinde önemli bir rol oynadığı kanıtlanmıştır. Nöronların bu etkileşimi sayesinde öğrenme ve adaptasyon süreçleri gerçekleşir.
Düşüncenin oluşumu
Bu alandaki bilimsel ilerlemeler, insan davranışları ve zihinsel süreçlere dair anlayışımızı derinleştirirken, aynı zamanda bizi yeni bir keşif çağının eşiğine getirmektedir. Biyolojik beyin, vücudun tüm işlevlerini düzenlemenin yanı sıra, zihin, düşünce ve bilinç süreçlerinin de temelini oluşturur.
Bu bağlamda, araştırmacılar insan kendini anlamaya yönelik çabasındaki en temel soruya odaklanmaktadır: Düşünce nasıl oluşur ve işler?
Fareler ve solucanlar üzerinde yapılan çalışmalarda, 36 bin nörondan oluşan bir sistemin yorum yapma bilişsel yeteneğine sahip olduğu keşfedilmiştir. Bu araştırmalar, insan düşünme sisteminin yalnızca 0 ve 1’den oluşan (binary) dijital kodlarla tam olarak anlaşılamayacağını göstermiştir.
Bu durum, beyinde patern oluşumlarının süper pozisyon prensibine göre işlemesi ve 0 ile 1 arasında teorik olarak sonsuz sayıda varyasyon yaratabilmesinden kaynaklanmaktadır. Bu gerçeğin fark edilmesiyle, 2013 yılında “Bağlantısallık Matematiği” ya da “Enformasyon Matematiği” olarak adlandırılan yeni bir matematiksel model geliştirilmiştir.
“İnsan Beyni Projesi” (Human Brain Project-HBP), beynin yapısını ve işleyiş süreçlerini anlamayı amaçlayan uluslararası bir araştırma girişimidir. Avrupa Birliği’nin desteğiyle 2013 yılında başlatılan bu girişim, beyin araştırmalarını yapay zekâ (AI) ve nöroinformatik alanlarıyla ile birleştiren disiplinler arası bir çalışmadır.
Bu çalışmalar, beynin düşünce oluştururken dili doğrudan kullanmadığını göstermektedir. Örneğin, bir deneğe “derede yüzmek” ve “deriyi yüzmek” ya da “top of the classroom” ve “top of the building” ifadeleri tekrar sunulduğunda, beyinde her biri için farklı paternler oluştuğu anlaşılmıştır. Bununla birlikte, bu paternlerin doğrudan dilsel gerekliliğe dayanmadığı da gözlemlenmiştir.
Beyindeki bu paternleri analiz edebilmek ve işleyebilmek için artık gelişmiş matematiksel modeller ve bunu kullanabilecek yapay zekâ algoritmalarımız mevcut. Bu gelişmeler sayesinde, nöron bağlantısallık paternlerinin anlaşılması da giderek hız kazanmaktadır.
Nöroteknoloji alanında öncü firmalar
1-Neuralink (ABD)
*Alanı: Beyin-makine arayüzleri
*Faaliyetleri: Elon Musk tarafından kurulan Neuralink, beyne doğrudan bağlanabilen implant teknolojileri geliştirmektedir. Beyin sinyallerini okumak ve dış cihazlarla iletişim sağlamak için mikroçipler ve elektrotlar tasarlamaktadır.
*Hedef: Felçli hastaların hareket kabiliyetlerini geri kazandırmak ve beyin fonksiyonlarını artırmak.
2-Blackrock Neurotech (ABD)
*Alanı: Nöroteknoloji ve klinik uygulamalar
*Faaliyetleri: Klinik kullanıma yönelik beyin implantları ve nörostimülasyon cihazları geliştirmektedir. Beyin hastalıklarını tedavi etmek için elektrot teknolojileri üretmektedir.
*Hedef: Parkinson, ALS ve felç gibi hastalıklara çözüm bulmak.
3-NeuroPace (ABD)
*Alanı: Nörostimülasyon
*Faaliyetleri: Beyin implantları aracılığıyla epilepsi gibi nörolojik hastalıkları tedavi etmeye odaklanmaktadır. Gerçek zamanlı nörostimülasyon teknolojisi geliştirmektedir.
*Hedef: Nöbetleri engelleyen kişiselleştirilmiş tedavi çözümleri sunmak.
Bilim her zaman bilim kurguyu takip eder derler. Peki, en sevilen filmlerden biri olan “The Matrix” gerçeğe mi dönüşüyor? Bir kaza sonucunda kolumuzu kaybedersek kimliğimiz değişir mi? Bir kafa travmasıyla hafızamızı kaybettiğimizde, anılarımız olmadan gene aynı kişi sayılır mıyız? Ya da daha ciddi bir kayıp yaşarsak neler oluyor? Bizi biz yapan yalnızca fiziksel varlığımız mı?
Ay’a gitmeyi hayal ettiğimiz ilk günlerden bugüne, uzay araştırmalarında büyük ilerlemeler kaydedildi. Bu gelişmelere bakarak, insanlığın “beyin teknolojileri” alanında da devrim niteliğinde adımlar atacağına inanıyorum.
Günümüzde elimizde artık nanoteknoloji, 3D yazıcılar, kök hücre çalışmaları, yapay zekâ ve ileri malzeme teknolojileri gibi güçlü araçlar var. Üstelik, “İnsan Beyni Projesi” gibi multidisipliner çalışmalar sayesinde bu alanlar birbirleriyle daha da entegre hale geliyor.
Belki de yakın bir gelecekte, bizi biz yapan zihin dünyamız küçük bir mikroçipe sığdırılacak ve dijital ortama taşınabilir hale getirilecek. Ve belki de bu sayede büyük bir dijital sunucu üzerinden düşünce üretmeye ve paylaşmaya devam edebileceğiz. Bekleyip görelim.
Cenk Gürsoy
***
Yazarın diğer yazıları:
