İnsan beyin hücreleri tarafından desteklenen biyobilgisayarlar: Organoid zekaya doğru bir adım

• Yazar:
• Yazar adı

  Kuantumrun Öngörüsü
• Eylül 27, 2023

Analiz özeti

Araştırmacılar, önemli beyin fonksiyonuna ve yapı özelliklerine sahip olan beyin organoitlerini kullanarak biyobilgisayarlar geliştiriyorlar. Bu biyobilgisayarlar kişiselleştirilmiş tıpta devrim yaratma, biyoteknoloji endüstrilerinde ekonomik büyümeyi artırma ve vasıflı işgücüne talep yaratma potansiyeline sahiptir. Ancak, bu teknoloji ilerledikçe etik kaygılar, yeni yasa ve düzenlemeler ile sağlık hizmetleri eşitsizliklerinin kötüleşme potansiyelinin de ele alınması gerekiyor.

İnsan beyin hücreleri bağlamıyla desteklenen biyobilgisayarlar

Çeşitli alanlardan araştırmacılar, biyolojik temel olarak beyin organoitleri olarak bilinen üç boyutlu beyin hücresi kültürlerini kullanan, çığır açan biyobilgisayarlar geliştirmek için işbirliği yapıyor. Bu hedefe ulaşma planları, bilimsel dergide 2023'te yayınlanan bir makalede özetleniyor Bilimde Sınırlar. Beyin organoidleri laboratuvarda yetiştirilen bir hücre kültürüdür. Beynin minyatür versiyonları olmasalar da, öğrenme ve hafıza gibi bilişsel yetenekler için gerekli olan nöronlar ve diğer beyin hücreleri gibi beyin fonksiyonu ve yapısının önemli yönlerine sahiptirler. 

Yazarlardan biri olan Johns Hopkins Üniversitesi'nden Profesör Thomas Hartung'a göre, silikon tabanlı bilgisayarlar sayısal hesaplamalarda başarılı olurken, beyinler üstün öğrenicilerdir. 2017'de dünyanın en iyi Go oyuncusunu mağlup eden yapay zeka AlphaGo'yu örnek verdi. AlphaGo, 160,000 oyundan elde edilen verilerle eğitildi; bu, 175 yıl boyunca günde beş saat oynayan bir kişinin deneyimlemesi anlamına geliyordu. 

Beyinler yalnızca daha iyi öğrenen değil, aynı zamanda enerji açısından da daha verimlidir. Örneğin AlphaGo'yu eğitmek için gereken enerji, aktif bir yetişkini on yıl boyunca destekleyebilir. Hartung'a göre beyinler aynı zamanda 2,500 terabayt olduğu tahmin edilen inanılmaz bir bilgi depolama yeteneğine de sahip. Silikon bilgisayarlar sınırlarına ulaşırken, insan beyni 100 üzeri 10'ten fazla bağlantı noktasıyla bağlanan yaklaşık 15 milyar nöron içeriyor; bu, mevcut teknolojiyle karşılaştırıldığında çok büyük bir güç farkı.

Yıkıcı etki

Organoid zekanın (OI) potansiyeli bilişimin ötesine geçerek tıp alanına da uzanıyor. Nobel ödüllü John Gurdon ve Shinya Yamanaka tarafından geliştirilen öncü teknik sayesinde beyin organoidleri yetişkin dokularından üretilebiliyor. Bu özellik, araştırmacıların Alzheimer gibi nörolojik bozuklukları olan hastalardan alınan deri örneklerini kullanarak kişiselleştirilmiş beyin organoitleri oluşturmasına olanak tanıyor. Daha sonra genetik faktörlerin, ilaçların ve toksinlerin bu durumlar üzerindeki etkilerini incelemek için çeşitli testler yapabilirler.

Hartung, OI'nin nörolojik hastalıkların bilişsel yönlerini incelemek için de kullanılabileceğini açıkladı. Örneğin araştırmacılar, sağlıklı bireylerden ve Alzheimer hastası olanlardan elde edilen organoidlerdeki hafıza oluşumunu karşılaştırarak ilgili eksiklikleri gidermeye çalışabilirler. Ek olarak OI, pestisitler gibi belirli maddelerin hafıza veya öğrenme sorunlarına katkıda bulunup bulunmadığını araştırmak için de kullanılabilir.

Ancak öğrenme, hatırlama ve çevreleriyle etkileşime girme yeteneğine sahip insan beyni organoidleri yaratmak, karmaşık etik kaygıları da beraberinde getiriyor. Bu organoidlerin, temel formda bile olsa, acı veya ıstırap deneyimleyip bilince ulaşıp ulaşamayacağı ve bireylerin kendi hücrelerinden oluşturulan beyin organoidleri konusunda hangi haklara sahip olması gerektiği gibi sorular ortaya çıkıyor. Araştırmacılar bu zorlukların tamamen bilincindedir. Hartung, vizyonlarının önemli bir yönünün HAK'yı etik ve sosyal sorumlulukla geliştirmek olduğunu vurguladı. Bu konuyu ele almak için araştırmacılar, en başından beri "gömülü etik" yaklaşımını uygulamak için etik uzmanlarıyla işbirliği yaptı. 

İnsan beyin hücreleri tarafından desteklenen biyobilgisayarların etkileri

İnsan beyin hücreleri tarafından desteklenen biyobilgisayarların daha geniş etkileri şunları içerebilir: 

• Organoid zeka, beyin yaralanmaları veya hastalıklarıyla mücadele eden bireyler için kişiselleştirilmiş ilaca yol açarak daha etkili tedavilere olanak tanıyor. Bu gelişme, yaşlıların daha bağımsız, hastalık yükünün azalması ve yaşam kalitesinin artmasıyla sonuçlanabilir.
• Biyoteknoloji ve ilaç endüstrileri ile potansiyel olarak bu sektörlerde ekonomik büyümeye ve istihdam yaratılmasına yol açacak yeni sektörler arası işbirliği fırsatları.
• Ulusal sağlık sistemlerinde gelişmeler. Hükümetlerin rekabet üstünlüğünü sürdürmek ve halk sağlığı sonuçlarını iyileştirmek için bu teknolojiye yatırım yapması gerekebilir; bu da fon tahsisi ve önceliklendirme konusunda tartışmalara yol açabilir.
• Araştırmacılar mevcut teknolojilerin işlevselliğini genişletmek veya artırmak için biyohesaplamayı entegre etmeye çalışırken yapay zeka, robotik ve biyoinformatik gibi diğer alanlardaki yenilikler. 
• Biyoteknoloji ve ilgili alanlarda vasıflı işgücüne olan talebin artması. Bu değişim yeni eğitim ve yeniden eğitim programları gerektirebilir.
• İnsan hücrelerinin ve dokularının elektronik cihazlarda kullanımına ilişkin etik kaygılar ve bu teknolojilerin biyolojik silahlar veya kozmetik geliştirmeler gibi sağlık hizmetleri dışındaki amaçlarla kullanılması potansiyeli.
• Bu teknolojinin kullanımını, geliştirilmesini ve uygulanmasını yönetmek, yeniliği etik hususlar ve kamu güvenliği ile dengelemek için yeni yasa ve yönetmeliklerin gerekli olması.
• Organoid zeka, sağlık hizmetlerine erişim ve sonuçlardaki mevcut eşitsizlikleri daha da kötüleştiriyor; çünkü daha zengin ülkeler ve bireyler teknolojiden yararlanma olasılığını artırıyor. Bu sorunun ele alınması, bu teknolojinin faydalarının adil dağılımını sağlamak için küresel işbirliğini ve kaynak paylaşımını gerektirebilir.

Dikkate alınması gereken sorular

• Organoid zekanın geliştirilmesindeki diğer potansiyel zorluklar neler olabilir?
• Araştırmacılar bu biyo-makine hibritlerinin sorumlu bir şekilde geliştirilip kullanılmasını nasıl sağlayabilirler?