Henry Markram: Supercomputing the brain's secrets

Süper Beynin Sırları

Hedefimiz insan beyninin detaylı, gerçeğe uygun, bilgisayar modelini geliştirmek. Ve bunu son dört yılda yaptık, fikrin ispatı kemirgen beyninin küçük bir kısmında ve bu fikrin ispatıyla, şimdi projenin insan beynine ulaşmasını hesaplıyoruz.

Bunu neden yapıyoruz? Önemli üç neden var. Birincisi, eğer toplumda ilerlemeyi istiyorsak insan beynini anlamamız bizim için birinci derecede önemli ve benim düşünceme göre o, evrimde anahtar bir adım. İkinci neden, hayvan deneylerini yapmaya sonsuza kadar devam edemeyiz ve bütün verimizi ve bilgimizi işleyen bir modele bir bütün halde toplamalıyız. Bu, Nuh’un Gemisi gibi. Bu, arşiv gibi. Ve üçüncü neden de, gezegen üzerinde zihinsel rahatsızlıktan etkilenen 2 milyar insan var ve bugün kullanılan ilaçlar büyük ölçüde deneysel. Benim fikrime göre hastalıkları nasıl tedavi edeceğimizi çok somut çözümlerle ele alabiliriz.

Şimdi bu aşamada bile, beyin modelini beynin nasıl çalıştığı hakkındaki bazı temel soruları açıklamak için kullanabiliriz. Ve burada, TED’de, ilk kez, bir teoriyi, beynin nasıl çalıştığı hakkındaki bir teoriyi---pek çok teori var---nasıl ele aldığımızı sizinle paylaşmak istiyorum. Bu nedenle bu teori, beynin evrenin bir versiyonunu yaratması, oluşturmasıdır. Ve evrenin bu versiyonunu, tüm etrafımızı bir kabarcık gibi tasarlamaktadır.

Şimdi bu, tabii ki yüzyıllardır felsefi bir tartışma konusudur. Fakat, bunu ilk kez beyin uyarılması ve bu teorinin gerçekten mümkün olup olmayacağına dair sistematik ve çok ihtimamlı sorular sorarak ele alabiliriz. Ayın ufukta dev gibi olmasının nedeni, basitçe, algısal kabarcığımızın 380,000 km kadar alabildiğine uzanmamasıdır. Alanı biter. Ve böylelikle yaptığımız, algısal kabarcığımızın içerisindeki binaları karşılaştırmamız ve karar vermemizdir. Karar veririz. O, o kadar büyük olmasa da büyüktür ve onun neyi anlattığı da kararların algısal kabarcığımızı destekleyen anahtar şeyler olmasıdır. Bu onu canlı tutar. Kararlar olmadan göremezsiniz, düşünemezsiniz, hissedemezsiniz. Ve anestezinin sizi biraz derin bir uykuya göndererek veya alıcılarınızı (reseptörlerinizi) bloke ederek etkili olduğunu düşünebilirsiniz, böylece ağrı hissetmezsiniz, fakat aslında pek çok anestezi o şekilde çalışmaz. Onların yaptığı beyinin içerisine gürültü sokmaktır, böylelikle nöronlar birbirlerini anlayamazlar. Kafaları karışmıştır, ve bir karar veremezsiniz. Bu nedenle, siz karar vermeye çalışırken, doktorun, cerrahın bedeninizi keserken yaptığı onun çoktan gitmiş omasıdır. O evde çay içiyordur.

Bu sebeple, kapıya doğru ilerlediğinizde ve onu açtığınızda, zorlayıcı olarak yapmanız gereken kararlar vermek için, neredeyse odanın büyüklüğü kadar, duvar, yükseklik ve bu odadaki objelerin büyüklüğü kadar binlerce kararı vermek için algılamaktır. Gördüğünüzün yüzde 99’u gözler aracılığıyla gelen değildir. O oda hakkında sonuca vardığınızdır. Böylece, biraz katilikle, ‘’Düşünüyorum, bundan dolayı benim’’ diyebilirim. Fakat ‘’Sen düşünüyorsun bundan dolayı sensin’’ diyemem, çünkü siz benim algısal kabarcığımın içerisindesiniz.

Şimdi, bunu düşünebiliriz ve filozofça konuşabiliriz, fakat aslında gelecek yüz yıl için zorunda değiliz. Çok somut bir soru sorabiliriz. ‘’Beyin böyle bir algıyı oluşturabilir mi?’’ O, onu yapabilir mi?  O onu yapmak için bir hakikate sahip midir? Ve bu, bugün size ne anlatacağım.  

Bu sebeple, evrenin beyni oluşturması 11 milyar yılı buldu. Biraz kendini geliştirmesi gerekliydi. Ön (frontal) kısma ilave etmeliydi, böylelikle siz içgüdülere sahip olurdunuz, çünkü onlar alanı kaplamak zorundaydılar. Fakat gerçek büyük adım neokorteksti. O yeni bir beyin, ona ihtiyacınız vardı. Memelilerin ihtiyacı vardı çünkü ebeveynlik sosyal etkileşimleri, karmaşık kavramsal fonksiyonlarla başa çıkmak zorundaydılar.  

Böylece, neokorteksi aslında bildiğimiz gibi, bugünün, evrenin temel çözümü olarak düşünebilirsiniz. O zirvedir, evrenin meydana getirdiği en son üründür. O evrimde o kadar başarılıydı ki, fareden insana nöronların sayısı bakımından, bu neredeyse korkutucu organı, yapıyı meydana getirmek için hemen hemen bin misli genişledi. Ve o kendinin evrimsel yolunu durdurmadı. Aslına bakılırsa, insandaki neokorteks muazzam bir hızla gelişmektedir.

Neokorteksin yüzeyinin içerisine eğer yoğunlaşırsanız, onun bilgisayardaki gibi küçük modüller, G5 işlemcilerinden oluştuğunu keşfedersiniz. Fakat orada milyon kadarı vardır. Evrimde o kadar başarılıydılar ki, bizim yaptığımız onların tekrar tekrar kopyasını yapmak ve kafatasında yer kalmayıncaya kadar onları gitgide ilave etmekti. Ve beyin kendisinde katlanmaya başladı ve bu da neokorteksin neden o kadar yüksek düzeyde dolambaçlı olmasıdır. Biz yalnızca sütunlarda paketleme yapıyoruz, böylelikle daha karmaşık fonksiyonları yapmak için daha çok neokortikal sütuna sahip olurduk.

Bu sebeple, neokorteksi aslında ağır büyük bir piyano olarak, milyon anahtarlı bir büyük piyano olarak düşünebilirsiniz. Bu neokortikal sütunların her biri bir notayı oluştururdu.Uyarırsınız; o bir senfoniyi oluşturur. Fakat o yalnızca algının bir senfonisi değildir. O, evreninizin, realitenizin senfonisidir. Şimdi tabii ki milyon anahtarlı bir büyük piyanoyu iyi bilmek yıllar alıyor. Bu çocuklarınızı iyi okullara, umarım en sonunda Oxford’a, neden göndermeniz gerektiğidir. Fakat o sadece eğitim değildir. O, ayrıca genetiktir. Şanslı doğmuş olabilirsiniz, veya neokortikal sütununuzla nasıl başa çıkacağınızı biliyorsunuzdur ve inanılmaz bir senfoniyi çalabilirsiniz.

Aslına bakılırsa, otizmin ‘’Yoğun dünya teorisi’’ adlı, neokortikal sütunların süper-sütunlar olduğunu iddia eden yeni bir teorisi var. Onlar oldukça duyarlılar ve süper-plastikler ve böylece otistler bizim için düşünülmesi imkansız olan bir senfoniyi oluşturma ve öğrenmeyi yapabilirler. Fakat bu sütunların eğer herhangi birinde bir rahatsızlığınız varsa, notanın kapalı olduğunu da anlayabilirsiniz. Algılama, meydana getirdiğiniz senfoni bozuk olacaktır ve siz hastalığın semptomlarına sahip olacaksınız.

Böylelikle, nörobilim için kutsal kase neokortikal sütununun dizaynını gerçekten anlamaktır- o sadece nörobilim için değildir; o muhtemelen algılamayı, realiteyi anlamak ve muhtemelen aynı zamanda fiziksel realiteyi bile anlamak içindir. Öyleyse, son 15 senedir yaptığımız, neokorteksi sistematik olarak dikkatle incelemekti. Bu birazcık yağmur ormanının bir kısmına gitmek ve onu kataloglamak gibi. Kaç tane ağacı var? Ağaçların şekilleri nasıl? Ağacın ne kadar türüne sahip? Nerede konumlandırılmışlar?

Fakat bu kataloglamadan biraz daha fazlası, çünkü siz aslında iletişimin tüm kurallarını, bağlantısallığın kurallarını tasvir etmeli ve keşfetmelisiniz, çünkü nöronlar sadece herhangi bir nöronla bağlanmayı sevmiyorlar. Kiminle bağlandıklarını çok dikkatli seçiyorlar. Bu kataloglamadan daha fazlası çünkü siz aslında onların üç-boyutlu dijital modellerini oluşturmalısınız. Ve biz onu onlarca binlerce nörona yaptık, karşılaştığımız farklı türlerdeki nöronların dijital modellerini oluşturduk. Ve bir kez ona sahip olduğunuzda, aslında neokortikal sütunu oluşturmaya başlayabilirsiniz.  

Ve biz burada onları sarıyoruz. Fakat bunu yaptığınızda, gördüğünüz şey dalların aslında milyonlarca yerde kesiştiği. Ve bu kesişmelerin herbirinde bir snapsı oluşturabilirler. Ve bir snaps birbirleriyle iletişim kurdukları kimyasal bir yerdir. Ve bu snapslar hep beraber beynin iletişim ağını veya devresini biçimlendirirler. Şimdi, devreyi, beynin dokusu olarak da düşünebilirdiniz. Ve beynin dokusunu, yapıyı düşündüğünüzde, nasıl oluşturulmuştur? Halının modeli nedir? Bunun beynin herhangi bir teorisine temel bir itirazı ortaya çıkardığının farkına varırsınız, özellikle bu halıdan, belirli deseni olan bu belirli halıdan ortaya çıkan bir realite olduğunu söyleyen bir teoriye.

Nedeni, beynin en önemli dizayn sırrı çeşitliliktir. Her bir nöron farklıdır. Bu, ormanda da aynıdır. Her bir çam ağacı farklıdır. Ve beyinde bu aynıdır. Öyleyse beynimde birbiriyle aynı olan hiçbir nöron yok ve beynimde sizinkiyle aynı olan hiçbir nöron yok. Ve sizin nöronlarınız tamamen aynı şekilde konumlandırılmış ve yerleştirilmiş olmayacak. Ve siz daha fazla veya daha eksik nörona sahip olabilirsiniz. Böylece sizin aynı dokuyu, aynı devreyi almanız çok muhtemel olmayan. Öyleyse, birbirimizi bile anlayabildiğimiz bir realiteyi nasıl olur da ortaya koyabiliriz? Pekala, kafa yormak zorunda değiliz. Şimdi 10 milyon snapsın hepsine bakabiliriz. Dokuya bakabiliriz ve nöronları değiştirebiliriz. Farklı varyasyonlarla farklı nöronlar kullanabiliriz, onları farklı yerlerde konumlandırabiliriz, farklı yerlerde yönlendirebiliriz. Onları az veya çok kullanabiliriz. Ve bunu yaptığımız zaman, keşfettiğimiz şey devrenin değiştiğiydi. Fakat devrenin nasıl dizayn edildiği değişmedi. Bu sebeple, beynin dokusu, beyniniz daha küçük, büyük olsa bile, o farklı türlerdeki nöronlara, nöronların farklı morfolojilerine sahip olabilir, biz aslında aynı dokuyu paylaşıyoruz. Ve biz bunun belirli canlı türleri olduğunu düşünüyoruz, bu da canlı türleri boyunca neden iletişim kuramadığımızın açıklanabildiğinin manasına gelir.

Öyleyse, onu devreye sokalım. Fakat bunu yapmak için, yapmanız gereken bunu canlandırmalısınız. Biz onu denklemler, birçok matematikle canlandırırız. Aslına bakılırsa, nöronları elektrik üreticileri yapan denklemler iki Cambridge Nobel ödüllüsü tarafından keşfedilmiştir. Bu nedenle, nöronları canlandıran matematiğe sahibiz. Nöronların bilgiyi nasıl topladığını ve birbirleriyle iletişim kurmak için nasıl küçük bir şimşeği oluşturduklarını anlatan matematiğe de sahibiz. Ve snapsa geldiklerinde, yaptıkları, etkili bir şekilde, tam anlamıyla, snapsı şok etmeleridir. Bu, o snapslardan kimyasalları çözen elektrik şoku gibidir.

Ve bu süreci anlatan matematiğe sahibiz. Böylece nöronlar arasındaki ilişkiyi anlatabiliriz. Neokorteksin aktivitesini uyarmak için tam olarak ihtiyacınız olan yalnızca az miktarda denklem. Ve ihtiyacınız olan çok büyük bir bilgisayar. Ve aslına bakılırsa, yalnızca bir nörona tüm hesaplamaları yapmak için bir dizüstü bilgisayara ihtiyacınız var. Böylelikle, 10,000 dizüstü bilgisayara ihtiyacınız var. Nereye gidersiniz?  IBM’e gidersiniz ve bir süperbilgisayar alırsınız, çünkü onlar 10,000 dizüstü bilgisayarın nasıl alınıp, buzdolabının büyüklüğüne konulacağını biliyorlar. Bu nedenle şimdi bu Mavi Gen Süperbilgisayarına sahibiz. Bütün nöronları, her birini onun işlemcisine yükleyebiliriz ve onu ateşler ve ne olduğunu görürüz. Gezinti için sihirli halıyı alın.

Burada biz onu aktif hale getiriyoruz. Ve bu, bir uyarı olduğunda beyninizde ne olduğunun ilk görüntüsünü veriyor. O, ilk bakış. Ona ilk defa baktığınızda,‘’Tanrım, ondan realite nasıl çıkıyor?’’ diye düşünürsünüz. Fakat aslında, bu neokortikal sütunu belirli bir realite oluşturmak için eğitmediysek de, siz başlayabilirsiniz. Fakat ‘’Gül nerede?’’ diye sorabiliriz, ‘’Onu resimle uyarıyorsak, o içeride nerededir?’’ diye sorabiliriz. O, neokorteksin içerisinde nerededir? Sonuçta, onu onunla uyardıysak, orada olmalıdır. Öyleyse, ona bakabilmemizin yolu, nöronları görmezden gelmek, snapsları görmezden gelmek ve yalnızca ham elektrik aktivitesine bakmaktır. Çünkü o, oluşturandır. O, elektrik modellerini oluşturmaktadır. Böylelikle, bunu yaptığımız zaman, gerçeği söylemek gerekirse, ilk defa hayalete benzer yapılar gördük: Neokortikal sütunda gözüken elektrik objelerini. Ve bu elektrik objeleri de neyi uyardılarsa onun hakkındaki bütün bilgiyi tutuyorlar. Ve daha sonra biz bunun içerisine yoğunlaştığımızda, o sanki HAKİKİ BİR EVREN GİBİ.

Öyleyse gelecek adım, yalnızca bu beyin koordinatlarını almak ve onları algısal alanın içerisine tasarlamak. Ve eğer bunu yaparsanız, bu makina tarafından, bu beyin parçası tarafından oluşturulan realitenin içerisine adım atabileceksiniz. Bu nedenle özet olarak, benim düşünceme göre, evren kendini görmek için bir beyini evrimden geçirmiş olabilir---bu mümkündür--- bu belki kendinin farkına varmak için ilk adım olabilir. Bu teorileri ve diğer teorileri test etmek için çok daha fazlası var. Fakat umarım, en azından kısmen, bir beyini oluşturmanın imkansız olmadığına ikna olmuşsunuzdur. Biz bunu on sene içerisinde yapabiliriz ve eğer başarılı olursak, 10 yıl içinde TED’e sizinle konuşan bir hologram göndereceğiz. Teşekkür ederim.