ABD San Francisco merkezli bir nöroteknoloji şirketi Eon Systems’ten araştırmacılar, meyve sineğinin sinir sistemi yapısını detaylı şekilde haritalandırarak dijital ortamda çalışan bir beyin modeli oluşturdu. Bu model, yaklaşık 125 bin nöron ve 50 milyona yakın sinaptik bağlantının matematiksel olarak simüle edilmesiyle geliştirildi.
Nöronlar, elektriksel sinyaller üreten ve birbirleriyle iletişim kuran hücrelere, sinapslar ise bu hücrelerin birbirine bağlandığı yani bilginin aktarıldığı noktalara deniyor. Araştırmada bu yapı, bilgisayar ortamında bir ağ gibi yeniden kuruldu ve her bir bağlantının nasıl sinyal ilettiği hesaplandı.
Çalışmada yalnızca beyin modeli oluşturulmadı geliştirilen dijital beyin, fizik kurallarıyla çalışan bir sanal vücuda bağlandı. Sineğin biyomekanik yapısı, NeuroMechFly v2 adlı sistemle modellenerek bacakların eklem açıları, kas benzeri kuvvet üretimi ve yürüyüş sırasında oluşan denge mekanizmaları dijital ortamda yeniden oluşturuldu. Bu model, sineğin altı bacağının birbirine koordineli şekilde nasıl hareket ettiğini hesaplayarak adım atma, durma ve yön değiştirme gibi hareketleri taklit edebiliyor.
Bunun yanında MuJoCo gibi fizik motorları kullanılarak yerçekimi, sürtünme ve yüzeyle temas gibi kuvvetler hesaplandı. Bu sayede sanal vücudun hareketleri sadece animasyon olarak değil, gerçek dünyadaki fizik kurallarına uygun şekilde oluşuyor. Örneğin sinek yürürken ayağın yere uyguladığı kuvvet, yüzeyin direnci ve vücudun ağırlık dengesi anlık olarak hesaplanıyor.
Beynin tüm döngüleri gerçekleşiyor
Geliştirilen yapı sayesinde sistem, bir beyin-vücut-çevre döngüsü oluşturuyor. Dijital beyin sinyal üretiyor, bu sinyaller vücuda iletiliyor, vücut hareket ediyor ve ortaya çıkan sonuçlar tekrar beyne geri bildirim olarak dönüyor. Bu döngü sayesinde dijital sinek, çevresinden gelen uyarıları algılayarak yön değiştirebiliyor, yiyecek benzeri sinyallere yaklaşabiliyor ve dış etkilere tepki verebiliyor.
Araştırmacılar, bu sistemin bir bilinç oluşturmadığını özellikle vurguluyor. Dijital model ne düşünüyor ne de hissediyor; yalnızca biyolojik bir beynin çalışma prensiplerini taklit eden bir simülasyon olarak görev yapıyor. Ayrıca hormonlar, duygusal durumlar ve uzun süreli öğrenme gibi birçok biyolojik süreç bu modelde yer almıyor.
Şirketin hedefinde bu teknolojiyi daha gelişmiş beyinlere uygulamak var. İlk aşamada yaklaşık 70 milyon nörona sahip fare beyninin modellenmesi, uzun vadede yaklaşık 80 milyar nörona sahip insan beynine yaklaşılması planlanıyor.
Kaynak: Eonsystems