Beyin mühendislerinden 'bilim kurgu'luk araştırmalar

Felçli bir kişiyi yeniden yürütebilmek, inme ve parkinson hastalarına eski davranışlarına kazandırabilmek, kaybedilen uzuvları, tüm duyuları hisseden protezlerle restore etmek ve omurilik felçlilerinin bilgisayarlarla iletişimini sağlayabilmek için beyin sinyallerinin sinir hücreleriyle ilişkisini çözmeye çalışan beyin mühendislerinin çalışmaları milyonlarca insana umut veriyor.

ABD-Türkiye İleri Araştırmalar Enstitüsü'nün Antalya'nın Kumluca ilçesine bağlı Adrasan beldesinde geçen ay düzenlediği ''Global Sağlıkta Fırsatlar ve Zorluklar'' konulu foruma katılan bilim adamları, bilimkurgu filmlerini aratmayacak çalışmalarında insan beyninin mekanizmasını çözmek için uğraş veriyorlar.

Bilim adamları, beynin sinir hücreleriyle ilişkisini açığa çıkarıp, felçli insanları yürütmeyi, robotlar yardımıyla inme geçirenlere yeniden yürümeyi öğretmeyi, bilgiyarlarla karşılıklı sohbet edebilmeyi hedefliyorlar.

Kaliforniya Üniversitesi Berkley Beyin Bilgisayar Arayüzü Sistemleri Laboratuvarı'nda çalışmalarını yürüten Prof. Dr. Jose Carmena, beyin bilgisayar arabirim çalışmalarıyla dikkati çekiyor.

Çalışmasında maymunların beyin sinyallerini, beyin makinesi olarak adlandırılan arayüz tarafından alarak yönlendirmeyi başaran Carmena, maymunların beyinlerinde, hareketleri ve duyuları kontrol eden alanlarda fonksiyonel düzenlemeler yaptı.

Kaliforniya'daki Berkeley Üniversitesi Beyin Makinesi Arayüzü Sistemleri Laboratuvarında geliştirilen beyin makinesi arayüzü teknolojisini geliştirmeyi sürdüren Dr. Carmena, maymunların uzanma ve tutma görevlerini yerine getirebildikleri gördü.

Carmena, sisteme ekleyeceği yeni yöntemlerle, maymunların ve sonra insanların bedenlerine eklenen protezleri hissetmelerini de sağlamayı umut ediyor. Maymunlardaki deneylerinde protez cihazlarının uzamsal konumu hakkında bilgi vermek üzere beyin zarındaki elektrikli mikro uyarım sistemlerini kullanmaya çalışan Carmena'nın alacağı sonuçlar, bedenin parçalarının konumu ve birbirleriyle ilişkileri konusunda vücudun otomatik dengesini taklit edecek.

Carmena'nın grubu, bu duyusal geri bildirimlerin şifrelerini çözüp hayvanlara aktarabilirse, gerçek duyuları hissetmenin deneyimi ışığında maymunların sinir protezlerini kontrol yetenekleri geliştirilecek.

-BİLGİSAYARI İLE SOHBET ETMEK İSTİYOR-

Carmena, AA muhabirine yaptığı açıklamada, en büyük arzusunun beyinle bilgisayar arasında bağlantı sağlamak olduğunu söyledi.

''Elektrotlarla düşüncenin harekete, hareketin düşünceye geçmesini sağlamak istiyorum'' diyen Carmena, deneylerinde maymun ve farelerin beyinlerinin değişik noktalarından sinyaller topladığını kaydetti.

Carmena, ''Beynin sinirlerle arasındaki ilişkisinde limiti çözmek istiyorum. Amacım insanların oturduğu yerden bilgisayarla doğrudan temasını ve arkadaş gibi konuşmamızı sağlamak'' dedi.

İnsanların dokunmadan beyin sinyalleri ile bilgisayarıyla sohbet ederek tüm işlemlerini yapabilmelerini hedefleyen Carmena, bu hayalini gerçeğe dönüştürürse özellikle omurilik felçlileri hiçbir temasa gerek kalmadan bilgisayar kullanabilecekler.

-FELÇLİ HASTALARI YENİDEN YÜRÜTMEK İÇİN ÇALIŞIYOR-

Danimarka Aalborg Üniversitesi Motor Kontrol ve Biyomedikal Sinyal İşleme Beyin Mühendisliği Bölümü'nden Prof. Dr. Dario Farina da, laboratuvarlarında beyin sinyallerinin sinir hücreleriyle ilişkisini göstermek ve bunun klinik uygulamalarını hayata geçirmek için gerekli teknolojileri üretmeye çalışıyor.

Beyin mühendislerinin, beyin ve sinirler arasındaki davranışları algılayarak hastaların kaybolan kabiliyetlerini yeniden kazandırmayı amaçladıklarını belirten Farina, bunun için robotlar geliştirildiğini kaydetti.

İnsanlar yeni bilgiler öğrendiklerinde beyinlerindeki nöron ağının da değiştiğini ve bunun sinirlerle ilişkilerini de farklılaştırdığını vurgulayan Farina, geliştirilen robotların beynin forksiyonu kaybolan hareketleri yeniden öğrenmesini sağladıklarını dile getirdi. Farina, bu amaçla sinyal analiz metotları geliştirildiğini ifade ederek, şöyle konuştu:

''Bu çalışmalar sinir ağına bağlı olarak rehabilitasyon sağlanmasını amaçlıyor. O nedenle parkinson ve inme hastaları için çok önemli. Eski hareketlerinin yeniden kazanılmasını, bu yapılamıyorsa yeniden programlanmasını amaçlıyoruz. İnme geçiren hastalar yürüyemiyor. Robotun amacı o kişinin beyninde nöron ağının yeniden kurulmasını sağlayarak öğrenmeyi hızlandırmak. Gelişmiş ülkelerdeki rehabilitasyon merkezlerinde bu robotlar kullanılıyor.''

Beyin mühendislerinin bir diğer amacının ani travmalarla kaybolan uzuvları restore etmek olduğunu anlatan Farina, ''Amacımız elektrik sinyallerini kullanmak ve tüm duyuları hisseden protez geliştirmek'' dedi.

Özel ilgi alanının geniş sinir gruplarının davranışlarından bilgiler çıkarmak olduğunu vurgulayan Farina, ''Amacımız elektrik sinyalleri göndererek felç geçiren bir kişiyi yeniden yürütebilmek. Sinir modülasyonu geliştirerek, sinirlerin birbirleriyle bağlantılarını harekete geçirip ayaklarının hareket etmesini sağlamaya çalışıyoruz'' diye konuştu.

-KİŞİYE ÖZEL ROBOTLAR-

Madrid Üniversitesinden Jose Pons da, nörosinir rehabilitasyonu ve bunlar için robot kullanılmasıyla ilgili çalışmalar yürütüyor. Rehabilitasyon merkezlerinde kullanılan giydirilebilir robotlarla kişilerin yeniden yürümesine yardımcı olmaya çalıştıklarını belirten Pons, ''Taşınabilir robot geliştirmek için çalışıyorum. Hasta robotu evine götürebilmeli. Kişiye özel dizayn edilen robotlar yapmak istiyorum'' dedi.

Hastaların yürümelerine yardımcı olacak robotun kendileri için dizayn edilmiş olmasından emin olması gerektiğini vurgulayan Pons, ''Robotla hasta arasındaki ilişki çok önemli. Robot hastanın ne zaman adım atıp, ne zaman duracağını iyi bilmelidir. Senkranizasyon çok önemli. Robot hastanın beynini okumalı. Ona yardımcı olmalı'' ifadelerini kullandı.