İnsanlığın Geleceği BCI: Beyin-Bilgisayar Arayüzü

Günümüzde BCI yani beyin-bilgisayar arayüzü konusunda çok fazla araştırma var. Bunlardan biri Elon Musk’a ait olan Neuralink tarafından geliştirilen bir proje. Neuralink’in paylaştığı bir videoda maymun Pager beynindeki çip sayesinde zihin gücüyle video oyunu oynuyor. Aslında bu durum, dünyayla daha kolay etkileşim kurmak isteyen engelli insanlar için umudu temsil ediyor. Elbette ki Neuralink bu alanda tek değil. Stanford Üniversitesi’nden bir grup bilim insanı da bu konuda çok önemli mesafeler kat etmiş durumda.

Nature’da yayınlanan bir çalışmada, araştırmacılar öncelikle felç olmuş bir adamın beynine iki adet BCI yerleştiriyor. Ardından özel bir yazılım bir kağıdın üzerine elle yazma düşüncesini, bilgisayar ekranındaki harflere dönüştürüyor. Geliştirilen bu teknoloji, önceki sürümün iki katından daha hızlı şekilde ekrana aktarım yapabiliyor. Dolayısıyla kullanıcılara çok daha hızlı iletişim kurma imkanı verdiğini söyleyebiliriz.

Tüm bu titiz çalışmalara rağmen, henüz ticari kullanım için onay alan bir teknoloji yok. Ancak üst uzuvlarını kullanamayan veya omurilik yaralanması, felç, amiyotrofik lateral skleroz nedeniyle konuşma becerilerini kaybetmiş milyonlarca insan için bu çalışmaları kesinlikle olumlu bir gelişme olarak nitelendirebiliriz. Bu teknoloji sayesinde, felçli bir kişinin aynı yaştaki sağlıklı yetişkinlerle karşılaştırılabilir hızlarda cümleler kurabilmesinin de önü açılıyor.

Beyin-Bilgisayar Arayüzü (BCI) Üzerinde Gerçekleştirilen Çalışmalar

Çalışmada yer alan katılımcı dakikada yaklaşık 18 kelime hızında bir metin üretmeyi başardı. Buna karşılık, aynı yaştaki sağlıklı bir kişi, bir akıllı telefona dakikada 23 kelime yazabilmektedir. Katılımcının yaşadığı omurilik yaralanması nedeniyle boyundan aşağısının hareket etmediğini ve 65 yaşında olduğunu da belirtelim.

Araştırmacılar, beynin sol tarafına her biri aspirin büyüklüğünde iki BCI çipi yerleştirdiler. Her çip, beynin el hareketlerini yöneten bölgesi olan motor korteksteki aktifleşen nöronlardan sinyalleri toplayan 100 elektrot içerir. Yapay zeka algoritmaları, kullanıcı tarafından hayal edilen el ve parmak hareketlerinden oluşan nöron sinyallerini çözerek bir bilgisayara gönderir. Diyelim ki vücut bu hareketleri gerçekleştirme yeteneğini kaybetti. Beyin bu durumda bile on yıl boyunca hassas hareketleri uygulama yeteneğini korur.

El yazısı gibi hız ve kavisli yörünge değişikliği gerektiren karmaşık hareketlerin, yapay zeka algoritmaları tarafından imleci sabit hızda düz bir çizgide hareket ettirmeye (ekrandaki klavye kullanılarak yazılan yazılar) kıyasla çok daha kolay ve hızlı yorumlandığını söyleyebiliriz.

2017’den önceki bir araştırma katılımcının, bilgisayar ekranında görüntülenen klavyede imleci tuşlarla hareket ettirmek için hayali olarak kolunu ve elini kullanması, ardından bu tuşun hayali tıklamasına odaklanması üzerineydi. Çalışmada o ana kadar bir rekor olduğu tespit edilen dakikada 40 karakter hızına ulaşıldı.

Yeni deneyde paradigma değişti. Bu kez katılımcı el yazısıyla alfabenin harflerini hayali bir not defterine hayali bir kalemle yazmaya çalıştı. Önce her harfi 10 kez tekrarladı. Bu şekilde yazılımın o belirli harfi yazma çabasıyla ilişkili sinirsel sinyalleri tanımasına, yani “öğrenmesine”, imkan verdi. Daha sonra katılımcı istendiği üzere algoritmaların o zamana kadar hiç görmediği cümleleri kopyaladı. Sonunda dakikada 90 karakter veya yaklaşık 18 kelimelik yeni bir rekor geldi.

Tavsiye İçerik : ‘Makine Öğrenimi Nedir? Nasıl Çalışır?’

Katılımcıdan daha sonra derinlemesine düşünmek için bazı duraklamalar gerektiren açık uçlu soruları yanıtladı. Dakikada 73.8 karakter (ortalama olarak yaklaşık 15 kelime) çevirerek 2017’de bir önceki rekoru üçe katladı.

Çiplerin Uygulanabilirliği

Sonuçlar umut verici, ancak sistemin sınırlamaları var. Öncelikle çiplerin beyne yerleştirilmesi cerrahi bir müdahale gerektiriyor. Ayrıca tek seferde geliştirilip her insan üzerinde aynı şekilde çalışması da mümkün değil. Yapay zeka algoritmalarının her kişiden öğrenmesi gereken durumlar (sinirsel sinyallerin tanınması gibi) mevcut. Ayrıca ara yüz ve yazılımın kurulması, kalibrasyonun sağlanması gibi durumlarla ilgilenecek teknisyen ihtiyacı söz konusu.

Amaç, ulaşılması kolay ve kendi kendini kalibre eden kablosuz teknolojiyi elde etmek. Oraya ulaşmak için de üniversitelerden ziyade şirket tarzında ciddi bir ekonomik yatırım gerekli. Her halükarda, beynin uzuvlardaki hareketleri nasıl koordine ettiğini ve beynin konuşmayı nasıl gerçekleştirdiğini anlamak üzere yapılan çalışmalar devam ediyor.

Tavsiye İçerik: ‘Beyninizdeki Elektriksel Aktiviteleri Ölçen Akıllı Kulaklık : Enten‘