Kaliforniya Üniversitesi, Santa Cruz'dan bilim insanları, fare kök hücrelerinden elde edilen beyin organoidlerinin karmaşık bir denge hareketini elektrik sinyalleriyle öğrenebildiğini gösterdi.

Mini Beyinler ve Denge Testi

Beyin organoidleri, yaklaşık on yıl önce kök hücrelerden geliştirilmiş, çok sayıda nöron içeren üç boyutlu dokular olarak tanımlanıyor. Araştırmacılar, bu canlı yapıları klasik bir mühendislik problemi olan "araba-direk" (cartpole) testiyle değerlendirdi.

Deneyde organoidler bir çip üzerine yerleştirildi ve elektriksel sinyalleri okunarak, dijital ortamda simüle edilen bir direği dengede tutmaları istendi. Direk devrilir ya da yanlış yönde eğilirse, bilgisayar organoide küçük elektrik şokları gönderdi. Başarı arttıkça şok uygulanmadı.

Öğrenme Başarısı ve Dopamin Olmadan Adaptasyon

Deney sonucunda organoidlerin performansı, sadece elektrik sinyalleriyle yüzde 4,5'ten yüzde 46,5'e yükseldi. İlginç olan ise, bu mini beyinlerde dopamin üreten nöronların bulunmamasıydı. İnsan beyninde öğrenme sürecinde rol oynayan dopamin gibi ödül kimyasalları olmadan, organoidlerin elektriksel geri bildirimle kendilerini adapte edebildikleri kanıtlandı.

Araştırmacı Ash Robbins, Singularity Hub'a yaptığı açıklamada, "Bu sistem, nöronların bir sorunu çözmek için nasıl uyum sağladığını anlamamıza olanak tanıyor. Eğer bu süreci laboratuvar ortamında çözebilirsek, nörolojik hastalıkların öğrenme yeteneği üzerindeki etkilerini incelemek için yeni yollar açabiliriz," dedi.

Geleceğin Canlı Bilgisayarları

Bilim insanları, beyin organoidlerini geleceğin "yaşayan işlemcileri" olarak görüyor. İnsan beyninin, mevcut yapay zeka çiplerine kıyasla çok daha az enerji harcayarak çok daha fazla veriyi işleyebilmesi bu yaklaşımın temelini oluşturuyor.

Deneyde mini beyinlerin öğrendiklerini uzun süre koruyamaması, yani yaklaşık 45 dakika sonra performanslarının başlangıç seviyesine gerilemesi bir zorluk olarak ortaya çıktı. Ancak araştırmacılar, uzun süreli bellek oluşturabilmek için beynin farklı bölgelerini taklit eden birden fazla organoidi birlikte geliştirmeyi planlıyor.