Katalog

Doktorlar bugun omurıhktekı zedelpnmpyı veya hasaı goren bıı beyru onaraımyor Sınır büımcıler uzak bır gelecekte hasar goren noronları yenıden uretebıkr veya bu noron lann yerını alabılecek kok hucrelen prog rdiııldydbıkıleı Ydkrn gelecekteyse beymmakıne arayuzlen (BMIs) veya noron protez len motor fonksıyonlannın gen kazarulması ıçın daha geçeı h bır seçenektır Bu yaz Bel l e e verüerı gorevlerden ddha zorunu ta mamlayan kısa kuyruklu makak maymunla nyla elde edılen bdşan bu hedefe daha da yaklaşmamızı sagladı Teoriden pratiğe Beyınmakıne drayuzlerınde yakın za manda yapüan üerlemelerın temellerının bırçoğu 20 yıl once gerçekleştınlen keşıflere dayanır John Hopkıns Unıversıtesı'nden Apostolos P. Georgopoulos 1980'lerın başında makaklann tek motor korteks no ronldnnın elektrıksel fddbyeünı ızledı Georgopoulos sırnr hucrelerının maymun kolu nu behrh bır yone hareket ettırdıgınde daha guçlu tepkı verdıklerım saptadı Kol hucremn seçtıöjı yonden U7ak bır açıda haıeket ettuüdıgınde noronun etkınlı gı durmadı dncak bu dçının kosınusu oranında azaldı Bulgular motor noronlarının genış anlamda bır dızı harekete bağlı oldugunu ve beynın bır motor emn uretmek ıçın ddgılmıs haldekı tek noron toplulukldnran kolektıf faalıyetıne gerek duyduğunu gos terdı baglı bır robot kolu oynatmayı ogrenebüırler Faıeleıımı zın başansı bı?ı çok Şdsıı tmıştı Bu başan bıze be yınlerı ınsanlann kıne farelerden çok ddha ydkın olan maymunlann kol haıeketleı mı bır robotun ko lunda 3 boyutlu olarak yenıden canldndırma ko nusunda ılham verdı Başlangıç olarak maymun lann kendı kolla nnı nasıl hareket ettırdıklerını onceden gosteren teknolojı gelıştır mek zorunday dık Ilk deneyle nmızde Belle de dahıl tum baykuş maymunlarımızdan vıdeo ekra nındd sağdan veya soldan belıren ışıgı gorduklerın de ellenndekı ku mandayı saga ve ya sola oynatma larını ıstedık Da ha sonra canlılan elektnk ve sıcakhk geçırmeyen bır korkulugun karşısına oturttuk Korkulugu kaldır dıgımızda onlerı ne tepsı ıçınde meyve paı çası çıkh Maymunlar uzarup meyveyı alacak agızlarınd goturecek ve el lennı tekrar aşağı ındırecektı Kortı Geleceğin Öngörüsü Bır beyınmakıne arayuzu (BMI), belkı bır gun, omurılık zedelenmesı nedenıyle kol veya bacaklannı oynatamayan hastalara yardım edebılır Beynın çoğul motor korteks alanlarına yerleştırılen ınce mıkrotel dmlen, kafatasındakı noroçıplere bağlanır Hasta, (elçlı kolunun sozgelımı bır meyveyı tuttuğunu duşunduğunde çıp, duşuncelerı radyo frekansı sınyallerıne donuşturur ve kablolar olmadan, sandalyenın sırtındakı pılle çalışan kuçuk bılgısayar ıletır Sınyallerı, motor emırlerıne çevıren bılgısayar, yıne kablosuz bır sekılde hastamn kolundakı başka bırçıpe aktarır Bu ıkıncı çıp, kol kaslannı ıstenılen sekılde hareket ettırecek sınırlen uyanrAlternatıf olarak, kısı tekerleklı sandalyeyı bır yone goturmeyı "duşunduğunde", sandalyenın arkasındakı bılgısayar, sandalyenın motorunu ve dıreksıyonunu da kontrol edebılır Bılgısayar aynca, hastamn gerçek kolu olmadığında robot kola veya sandalyeye takılan baska bır robot kola sınyaller gonderebılır Duke Unıversıtesı'nden Patrlck D. Wolf, burada tanımladığı sekılde prototıp bır noroçıp ve bılgısayar yarattı ce kendı beynıyle yuzde 100 kontıol edebıl meyı oğrendı Ilerıkı haftalarda gunde bır kaç kez yapüan deneylerde Aurora elını haıeket ettırme zahmetıne büe gırmedı sade ce duşunerek ımlecı gıtmesı gprpken ypre gonderdı Bu araştırmada bır başka cesaret ve ren sonuç daha aldık Mıkrotellerı Aurora'nın beynıne geçen yıl taktık ve her gun 60 ıla 70 noronu ızlıyoruz Bu başanyla bıı lıkte mık rotel dızüerırrazın buklumlu beyne sahıp bır pnmatta büe uzun sureh yuksek kahtede ve çok kanallı sınyaller verebüdıgını soyleyebı hrız Aurora yla yaptıgırruz çalışmalan dahd da zorlaştırmayı dusunuyoruz Felçlı ınsanlann kablolarla veya kablolar olmadan ıletışım kuran beyındekı bır ımplant sayesınde ve kol ve bacaklara yerleşünlen sınyal uretıcüer yardımıyla temel kol hareketlerıru yenıden kazanabılecegıne üışkın yenı deneyler yapacagız Neler vaad ediyor? Noroçip Gorsel ve dokunmaya aıt duyular Aurora'nın beynıyle kolu arasındakı geçışlerı taklıt edıyorsa BMI üe uzun sureh etkıleşım maymunun beyranın robotu kendı vucudu nun bu temsüı gıbı gormesıne neden olabüu Dığer bır deyışle Aurora nın beyru bu yapay aletı vucudunun bır parçası olarak taruyabılır Hatta beyındekı norona aıt doku kendını robotu yonetmeye addyabüu' Bunu denemek ıçın doğal büdınmı ortadan kaldıracak şeküde Aurora nın koluna bır surelığıne anestezı uygulayacağız Bu" geçış donenunden sonra prunatın BMI üe ıyı bır etküeşun gerçekleştııeceğuıı duşunu yoruz Canlı robot kolu kendı vucudunun bır parçası gıbı gorurse bır felçhnın beyru nın de aynı şeyı yaparak brr zamanlar dogal bır kol ıçın çahşan noronlann arük yapayı ıçın çalışacagını dusunmek mantıksız degü dır Kaslan kontrol eden çlp En önemli başarı En onemlı başan bıı hayvanın başına yeıleştırılebılen teüon kaplı paslanmdz çehkten yapılmış olan mıkrotcller ıçeren elokt rot dızılen oldu Noron fızyologlan tek no ronlan olçmek ıçın bukulmez ıgnelere ben zeyen standart elektrotlar kullanıyordu Bu klasık elektıotlaı ıyı çalısıyordu ancak yalnızca bırkaç saat sonra hucresel bıleşıkler elektrotlann ucunda toplanıyor ve sonunda da elektrotlan akımdan ayınyordu Aynca deneğın beyru normal faalıyet sıra sında bıraz bıle hdreket ettıgınde ığne noronlara zarar verıyordu Laboratuvarlanmız dd gelıştırdıcjimız ve daha sonra da NBLabs tarafmdan ureülen mıkrotellerse 50 mıkron luk çapa sdhıptı ve çok daha esneklerdı Hucresel maddeler uçlan engellemıyor ve esnekhk de noronlara hdsdrı en dza mdırı yordu Guvenılır olçumler yapabılen aletler sayesınde beyın sınyallennı mekanık cıhazlan hareket ettırecek emırlere donuşturme ye bdşlddık Bırçok başka büım adamıyla bırbkte bılınen elektronık duzeneklerden oluşan ve Belle'ın odasının yanındakıne benzeyen ku çuk bır Harvey ın kutusu yapıldı Bu bırçok elektrotu duzgun bır şeküde ınceleyen ayıran ve cfuçlendırpn ılk donanımdı O7Pİ yazüım elektrıksel faalıyetı 4 tek norona ka dar ayırt etmeyı sagladı Mıkroteller aracılığıyla yapüan bu çaksmada her bır hucremn elektrık yukunun kendıne O7gu ozellıklerı belırlendı Tekerlekli sandalyenln Bllghayann sırtındakl bllgbayar Daha küçültmeli Şu andd donanım ıçme gomulecek ve sonunda da BMI yı bügısaydrddn koparacak olan mıkroplektronıkler uzerınde çahşıyo ruz Bu mıkroçıpler kablolaıabaşvuımdddn robotlara verı üetmek zorunda kalacak Fkıp olarak ılk kablosuz noron çıpıru geüsturdık ve Aurora uzerınde denedık Bır prunatın beynı üe bır bügısayaı aıasuıddkı ük kablo suz üetışunı seyretmek keyıf vencıydı BMI run ıhhyacı olanlara yardmı edeceğıne ınanan büım adamlanmn sayi1;! gıde rek artıyor Geçen yıl bırkaç geleneksel norolojı laboratııvan noron protezler uzennde çalısmalar başldttı Arızona State Unıversıtesı ndekı araştırmacüar bızım baykus maymurüanyla yaptıgımız 3 boyutlu ıncelpmenın rhesuslar ıçuı de geçerlı oldugunu açüc ladüar Başarüar bu yenı alanm ıyı yonde gelıştıgme ışaret ediyor Vdtoldn tum engellere karşm ıyımser olmak ıçın bırçok nederamız vaı Ilk ınsan noron protezının amelıyatla takılması ıçın on yülar gerekse de o gun Belle ın noıonlaı uıın bügısayar ekrarunda yanıp sonmesmı seyrederken tum ınanümaz olasüüdar aklunızdan geçmıstı Belle ın meyve suyu ıçrrıek ıçm gerçekleştırdıgı duşunce basıttı ama yme de bır duşunceydı ve ıstedıgı hedeu elde etmek ıçın dışandakı dunyaya emretmıştı Mıguel A L Nıcolelıs ve john K Chapın Scıenhfic Amerıcan üorn 2002 Ozet Turkçesı Bılge Eser 838/11 kal motor noronlanrun elektrıksel faalıyeünı dognısal olarak toplandı Araşürmalara go re, bu toplama hayvanın elının aldıgı pozısyonlan bırkaç yuz mılısanıye once habeı venyordu Daha gelişmiş deney Ilerkı çdlışmalarımızdd Harvey kutu sunun daha gelışmışını yarattık Matematık sel andhzlere gore, robotun hareketlerının dognılugu seçılen noron sayısıyla orantılıy dı Ancak bu doğmsal oıantı sayı aıttikça azalıyordu 100 noron seçerek maymunun kılere yuzde 70 oranındd benzeyen robot kol açılannı yaratabıldık Sonrakı ınceleme leı tek boyutlu elharekeüeımınongorusun de yuzde 95 kesınlık ıçın 500 IIP 700 noro nun yettıcjıru saptadı Bu sayı beynın hangı bolgesınm seçüdıgıne de bagbydı Şu anda 3 boyutlu ve doğıu hareketler ıçın gereken noron sayısını hesaplıyoruz Belle uzeı mdekı başandan sonra Bel le ve dığer maymunlarla çalışmayı surdur duk Hayvanlaı deneylerde başanlı oldukça sırurlerırun ozellüden de bırkaç gun ıçınde hatta gun ıçındekı bırkaç saatlık bır çahşma sonunda değışıyordu Bıreysel noronlann kdtüımı da Zdrridnld farkulaştı Aslında yaptıgımız beyınden elın açısıru hesaplayacak sınıre aıt çıktılan ayırmaktı Bu uygulama ve zaman ıçınde noronları guvenılır sekılde ol çebılmemız BMInın Belle ın ongorduc/u hareketlen dogru olarak yapmasını sagladı Belle BMI nın bır prımat beynınde çahşabüecegım kanıtladı Peh arayuzu daha kdrmdşık beyınleıde de kullandbılır rnıyız ? 2001 de beyınlerınde ınsanlarınkıne benzer denn kınsıklar ve buklumler bulunan makaklarla çahsmaya başladık Canlılar ellerındekı kumanddyla ekrandala ımlecı rasgele oynatıyordu Bırden ekranda bır da ııe belırdı Bıraz meyve suyu kazanmak ıçın maymun 0 5 sanıye ıçınde ımlecı daırerun ıçme getırmelıydı Bu gorevı başaran ılk makak Aurora oldu Yuzde 90'lık bır oranla he defı bulan Aurora'nın korteksının on ve arka loplanndakı 92 noronun aküvıtesı olçuldu Düşünen fare 19901ardakıdeneylerde kafestekı bır fareye aklıyla bu kdldıidcı kontrol etmeyı oğrettı bılımcıler Fareler bırçok deneyde ' dusunmek zorunda olduklannı oğrendıler Bu asknda gorundugu kadar gızerrüı de gıl Bır gun yaralı veya addı hasar gormus kol ve bacaklara sahıp ınsanlar da omuza ilk başanlı makak Aurora bırkaç gun sonra ımlecı sade