Sebastian Seung
1,206,960 views • 19:25

Kayda değer bir dönemde yaşıyoruz, genom bilimi çağı. Genomunuz DNAnızın tüm dizisidir. Sizin diziniz ile benimki biraz farklıdır. Bu yüzden farklı görünüyoruz. Benim gözlerim kahverengi. Sizinki mavi ya da gri olabilir. Ama bu sadece yüzeydeki şeylerle ilgili değil. Manşetlere göre genler bize korkunç hastalıklar verebilir, hatta belki kişiliğimizi şekillendirebilir veya bize akıl hastalıkları verebilir. Görünen o ki genlerimiz kaderimiz üzerinde büyük bir güce sahip. Buna rağmen ben genlerimden fazlası olduğumu düşünmeyi terchi ederim. Siz ne düşünüyorsunuz? Genlerinizden daha fazlası mısınız? (Seyirciler: Evet.) Evet? Galiba bazı insanlar bana katılıyor. Sanırım bu iddiayı dile getirmeliyiz. Bence bunu hep birlikte söylemeliyiz. Pekala: "Ben genlerimden daha fazlasıyım" — hep beraber. Herkes: Ben genlerimden daha fazlasıyım. (Neşeli) Sebastian Seung: Ben neyim? (Gülüşmeler) Konektomum neyse ben oyum. Şimdi, siz harika insanlar olduğunuza göre belki beni eğlendirebilir ve bunu da hep birlikte söyleyebilirsiniz. (Gülüşmeler) Pekala. Şimdi hep birlikte. Herkes: Konektomum neyse ben oyum. SS: Bu harikaydı. O kadar harikasınız ki, konektom nedir bilmediğiniz halde bana eşlik ediyorsunuz. Ben de şimdi eve gidebilirim.

Pekala, şimdiye dek sadece tek bir konektom biliniyor ve o da bu minik kurtçuğa ait. Onun basit sinir sistemi sadece 300 nörondan ibaret. 1970ler ve 80lerde, bir grup bilim insanı bu nöronlar arasındaki 7000 bağlantının haritasını çıkardı. Bu diyagramda her nokta bir nörondur ve her çizgi de bir bağlantı. Bu C. elegans kurtçuğunun konektomudur. Sizin konektomunuz bundan çok daha karmaşıktır çünkü sizin beyninizde 100 milyar nöron ve bundan 10.000 kat daha çok bağlantı vardır. Sizin beyniniz için de bunun gibi bir diyagram var ama onu bu ekrana sığdıramam. Sizin konektomunuzdaki bağlantı sayısı genomunuzdaki harflerden bir milyon kat daha fazladır. Bu epey çok bilgi demektir.

Peki bu bilginin anlamı ne? Tam olarak bilmiyoruz ama bazı teoriler var. 19. yüzyıldan beri nörobilimciler çeşitli şeyler düşündüler, belki de hafızalarınız — yani sizi siz yapan bilgiler — beyinleriniz arasındaki bağlantılarda depolanmaktadır. Ve belki kişisel kimliğinizin diğer noktaları da — belki de kişiliğiniz ve düşünce dünyanız — belki bunlar da nöronlarınız arasındaki bağlantılarla kodlanmıştır. Ve şimdi benim neden şu hipotezi ortaya attığımı görebilirsiniz sanırım: Konektomum neyse ben oyum. Bu doğru olduğu için istemedim bunu hep bir ağızdan söylemenizi. Sadece hatırlamanızı istiyorum. Aslında bu hipotez doğru mu bilmiyoruz çünkü bunu test edebilecek kadar güçlü teknolojimiz hiç olmamıştı. O kurtçuğun konektomunu bulmak 12 yıldan daha uzun süre boyunca çok ciddi emek gerektirdi. Ve bizimki gibi beyinlerin konektoumunu bulmak için konektomları bulmamızı hızlandıracak daha sofistike ve otomatik teknolojilere ihtiyacımız var. Önümüzdeki birkaç dakika boyunca size şu anda benim ve çalışma arkadaşlarımın laboratuvarlarında geliştirilmekte olan teknolojilerden bahsedeceğim.

Muhtemelen daha önce nöron resimleri görmüşsünüzdür. Onları fantastik şekillerine bakarak hemen tanıyabilirsiniz. Uzun ve ince dallar boyunca uzanırlar, kısaca ağaçlara benzerler. Ama bu sadece tek bir nöron. Konektomları bulabilmek için tüm nöronları aynı anda görmemiz gerekiyor. Bu yüzden Bobby Kasthuri ile tanışalım, kendisi Harvard Üniversitesi'nde Jeff Lichtman'ın laboratuvarında çalışıyor. Bobby fare beyninin çok ince dilimlerini tutuyor. Ve 100.000 kere büyütüyoruz ki tüm nöronların dallarını aynı zamanda görebilelim. Ancak yine de onları seçemiyor olabilirsiniz çünkü bunun için üç boyutta çalışmamız gerekiyor.

Eğer beyin dilimlerinin pek çok görüntüsünü alıp üst üste yerleştirirsek üç boyutlu bir görüntü elde ederiz. Yine de belki dalları göremeyebilirsiniz. Bu yüzden tepeden başlayıp bir dalın kesitini kırmızı ile renklendiriyoruz ve bunu bir sonraki dilim için yapıyoruz ve bir sonraki dilim için de. Ve bunu dilim dilim yapmayı sürdürüyoruz. Eğer tüm yığın boyunca devam edersek bir nöronun dalının küçük bir parçasının üç boyutlu şeklini yeniden oluşturabiliriz. Ve bunu bir başka nöron için yeşil renk kullanarak yapabiliriz. Ve yeşil nöron ile kırmızı nöronun iki noktada temas ettiklerini görebilirsiniz, bu oluşuma sinaps denir.

Bir sinapsa yakından bakalım. Ve gözlerimizi de yeşil nöronun içinden ayırmayalım. Küçük çemberleri görebiliyor olmalısınız. Bunlara kesecik denir. İçlerinde nörotransmiter olarak bilinen bir molekül vardır. Yeşil nöron iletişim kurmak istediğinde, kırmızı nörona bir mesaj göndermek istediğinde, dışarı nörotransmiter salgılar. Sinaps bölgesinde iki nöronun tıpkı telefonda konuşan iki arkadaş gibi bağlantılı olduğu söylenir.

Artık bir sinapsı nasıl bulabileceğinizi biliyorsunuz. Peki ama tüm bir konektomu nasıl bulabiliriz? Bu üç boyutlu görüntü yığıtını alıyor ve kocaman, üç boyutlu boyama kitabıymış gibi hareket ediyoruz. Her nöronu farklı bir renge boyuyor, ve sonra görüntülerin içinden bakıp sinapsları buluyor ve sinapsta kesişen iki nöronun rengini not ediyoruz. Bunu tüm görüntüler için yapabilirsek bir konektom bulabiliriz.

Şimdi bu aşamada, nöronlar ve sinapsların temellerini öğrendiniz. Ve sanırım nörobilimdeki en en önemli soru ile uğraşmaya hazırsınız: erkek beyni ile kadın beyni arasındaki fark nedir? (Gülüşmeler) Bu kişisel gelişim kitabına göre, erkeklerin beyni waffle gibidir, hayatlarını çeşitli kutulara bölünmüş olarak geçirirler. Kadın beyinleri ise spagetti gibidir, hayatlarındaki her şey diğer her şey ile bağlantılıdır. (Gülüşmeler) Gülüyorsunuz ama bu kitap hayatımı değiştirdi. (Gülüşmeler) Ciddiyim ben, bunda sorun ne? Sorunun ne olduğunu söyleyecek kadar bilginiz var artık. Bu cümlede sorun ne? Kadın ya da erkek fark etmez, herkesin beyni spagetti gibidir. Ya da belki gerçekten, gerçekten de dalları olan ince capellini gibi. Nasıl ki bir spagetti teli tabağınızdaki diğer pek çok tele dokunuyorsa bir nöron da başka pek çok nörona dalları aracılığı ile temas eder. Bir nöron pek çok bşaka noktalara temas edebilir çünkü bu temas noktalarında sinapslar olabilir. Şu anda bu beyin dokusundan oluşan kübün büyüklüğü konusunda kafanız biraz karışmış olabilir.

O yüzden birkaç karşılaştırma yapalım. Size göstereyim. Bu çok ince. Bir kenarı sadece altı mikron kalınlığında. Ve işte tüm nörona kıyasla nasıl olduğu Şimdi görebiliyorsunuz, bu kübün içinde sadece dalların en küçük kısmı var. Ve bir nöron, tabii ki beyinden küçüktür. Ve bu sadece bir fare beyni. İnsan beyninden çok daha küçük. Bunu arkadaşlarıma gösterdiğimde bazen bana şöyle diyorlar, "Sebastian, vazgeçmelisin. Nörobilim ümitsiz vaka." Çünkü beyne çıplak gözle bakarsanız, ne kadar karmaşık olduğunu görmezsiniz, ama mikroskop kullanırsanız, saklı karmaşıklı açığa çıkar.

17. yüzyılda matematiçi ve filozof Blaise Pascal, uzayın büyüklüğü üzerine düşünürken sonzuzluk korkusu ve kendini ne kadar önemsiz hissetiği üzerine yazmıştır. Ve ben bir bilimadamı olarak duygularımdan bahsetmemeliyim. Çok fazla bilgi, profesör. (Gülüşmeler). Fakat bahsedebilir miyim? (Gülüşmeler) (Alkış) Merak hissediyorum, ve hayranlık duyuyorum ama bazen de ümitsiz hissediyorum. Neden bu kadar muazzam karmaşık olan ve hatta belki sonsuz karmaşıklığa sahip olan bu organ üzerine çalışmayı seçtim? Bu çok saçma. Nasıl olur da tüm bunları anlayabileceğimizi düşünmeye cesaret edebiliyoruz?

Yine de bu Don Kişotvari çabada ısrar ediyorum. Ve gerçekten de bugünlerde yeni ümitlerim var. Bir gün gelecek, bir mikroskop ordusu çok büyük bir görüntü veri tabanı içindeki her nöronu ve her sinapsı tespit edecek. Ve bir gün gelecek, yapay zeka ile donanmış süperbilgisayarlar tüm bu görüntüleri bir konektom olarak özetleyebilmek için insanlardan yardım almadan analiz edebilecek Emin değilim ama o günleri görecek kadar yaşayacağımı umuyorum. Çünkü tüm bir insan konektomunu bulmak tüm zamanların en büyük teknolojik meydan okumalarından biri. Başarmak için nesillerce çaba gerekecek. Şu anda benim ve çalışma arkadaşlarımın varmaya çalıştığı şey çok daha alçakgönüllü bir hedef; sadece insan ve fare beynindeki küçük ve kısmi konektom parçalarını bulmaya çalışmak. Ama bu kadarı bile konektomum neyse oyum hipotezini test etmeye başlamak için yeterli. Şimdilik izin verin sizi bu hipotezin akla yatkın olduğuna ikna etmeye çalışayım, gerçekten peşinden gitmeye değer bir hipotez olduğuna.

Çocukluğunuz süresince büyürken ve yetişkinliğiniz süresince yaşlanırken kişisel kimliğiniz yavaş yavaş değişir. Benzer şekilde her konektom da zaman içinde değişir. Ne tür değişiklikler olur? Nöronlar da tıpkı ağaçlar gibi yeni dallar çıkarabilir ve eskilerini kaybedebilir. Sinapslar oluşabilir ya da yok olabilir. Sinapslar büyüyebilir ya da küçülebilir. İkinci soru: Bu değişimlere ne yol açar? Belli bir dereceye kadar genlerimiz tarafından programlandıkları doğrudur. Faka bu, hikayenin tamamı değildir çünkü nöronların dalları boyunca iletilen ve bir daldan diğerine atlayan elektriksel ve kimyasal sinyaller vardır. Bu sinyallere sinirsel (nöral) etkinlik denir. Ve sinirsel etkinliğin düşüncelerimizi, duygularımızı ve algılarımızı, zihinsel deneyimimizi kodladığına dair pek çok delil var. Ve yine pek çok delil sinirsel etkinliğin bağlantıları değiştirebildiğine işaret ediyor. Şimdi bu iki bilgiyi bir araya getirirseniz deneyimlerinizin bağlantılarınızı değiştirdiği ortaya çıkar. İşte bu yüzden her konektom eşsizdir, genetik olarak tıpatıp aynı olan ikizlerin konektomları bile. Konektom doğuştan gelen ile sonradan edinilen şeyin kesişmesidir. Ve belki de sadece düşünmek bile konektomunuzu değiştirebilir; bunu heyecan verici bulabilirsiniz.

Bu resimde ne var? Serin ve ferahlatıcı bir akarsu diyeceksiniz. Peki ama bu resimde başka ne var? Akarsu yatağı denen ve toprakta bulunan yarığı unutmayın. O olmadan su hangi yönde akacağını bilemezdi. Ve akarsu ile bir metafor önermek istiyorum, sinirsel etkinlik ile bağlantı arasında bir metafor. Sinirsel etkinlik sürekli değişir. Akıp giden su gibidir, asla olduğu gibi kalmaz. Beynin sinir ağının bağlantıları ise sinirsel etkinliğin hangi yöne doğru akacağını belirler. Yani konektom bir tür akarsu yatağıdır. Ama metafor bundan daha zengindir. Çünkü akarsu yatağı uzun süre boyunca suyun akışını yönlendirir ama su da akarsu yatağını yeniden şekillendirir. Az önce dediğim gibi sinirsel etkinlik konektomu değiştirebilir. Ve eğer metaforun zirvesine çıkmama izin verirseniz hatırlatmam gerekir ki sinirsel etkinlik nörobilimcilere göre düşüncelerin, duyguların ve algıların temelidir. Dolayısı ile bilinç akışından dahi bahsedebiliriz. Sinirsel etkinlik su gibidir ve konektom da akarsu yatağıdır.

O halde metaforun zirvesinden bilime geri dönelim. Var sayalım ki konektom bulma teknolojimiz gerçekten de çalışıyor. "Konektomum neyse oyum" hipotezini nasıl test edeceğiz? Ben doğrudan bir test öneriyorum. Konektomdan hafızamızı okumaya çalışalım. Bir Beethoven sonatı çalan piyanistin hareketleri gibi uzun hareket dizilerinin hafızasını düşünün. Geçmişi 19. yüzyıla kadar uzanan bir teoriye göre bu tür hatıralar beyninizde bir sinaptik bağlantılar zinciri olarak saklanır. Çünkü zincirdeki ilk nöronlar etkin hale getirilirse sinapsları boyunca bu etkinliği diğer nöronlara iletirler ve bu işlem tıpkı devrilen domino taşları gibi peşi sıra devam eder. Ve bu sinirsel etkinlik dizisinin o fiziksel hareket dizisinin temeli olduğu düşünülür.

Bu yüzden teoriyi test etmenin yollarından biri konektomlar içinde bu tür zincirleri aramaktır. Ama bu kolay olmayacak çünkü onlar buna benzemeyecek. Karman çorman halde olacaklar. Bu yüzden biz de bilgisayarlarımızı kullanacağız o karmaşık zinciri çözmek için. Ve eğer bunu yapabilirsek o karmaşık diziden elde ettiğimiz nöron dizisi biz o hareketleri hatırlarken beynimizde gerçekleşen sinirsel etkinliğin örüntüsünün bir tahmini olacak. Ve eğer bu başarılı olursa bir konektomdan hafızayı okumanın ilk örneği olacak.

(Gülüşmeler)

Ne karmaşa ama. Hiç bu kadar karmaşık bir sistem kurmaya çalıştınız mı? Umarım denememişsinizdir. Ama eğer denediyseniz hata yapmanın ne kadar kolay olduğunu bilirsiniz. Nöronların dalları beynin kabloları gibidir. Beyninizdeki kabloların uzunluğunu tahmin edebilir misiniz? İpucu vereyim. Epey büyük bir sayı. (Gülüşmeler) Tahminen milyonlarca kilometre. Hepsi de kafatasınızın içinde. Ve eğer bu sayıyı takdir ederseniz, beyindeki kabloların yanlış bağlanması için epey potansiyel olduğunu görürsünüz. Ve gerçekten de basında şu tür manşetleri severler "Anoreksi hastası olanların beynindeki bağlantılar farklı," veya "Otistik beyinlerdeki bağlantılar farklı." Bunlar akla yatkın iddialar ama aslında bunların doğru olup olmadığını söyleyebilecek kadar iyi göremiyoruz beynin içindeki bağlantıları. Bir gün konektomları görme teknolojileri nihayet beyindeki yanlış bağlantıları okumamıza izin verecek ve böylece konektomlardaki zihinsel hastalıkları görebileceğiz.

Belki de bir hipotezi test etmenin en iyi yolu onun en uç noktadaki sonucuna bakmaktır. Felsefeciler bu oyunu iyi bilir. Eğer ben ve konektomum aynı şeydir diye inanırsanız, Ölümün sizin konektomunuzun yok olması anlamına geleceğini de kabul etmelisiniz. Bundan bahsediyorum çünkü çünkü günümüzde teknolojinin insanlık durumunu kökünden değiştireceğini ve hatta belki de insanlık türünü dönüştüreceğini iddia eden peygamberler var. En sevdikleri rüyalardan biri 'cryonics' olarak da bilinen yöntemle ölümü alt etmek. 100.000 dolar öderseniz bedeninizin ölümden sonra dondurulmasını ve Arizona'daki depolarda bulunan şu tanklardan birinde sıvı nitrojen içinde saklanmasını sağlayabilirsiniz. Böylece gelecekteki bir uygarlığın sizi hayata döndürmesini bekleyebilirsiniz.

Ölümsüzlük peşinde koşan bu insanlarla alay etmeli miyiz? Yoksa bir gün mezarlarımız başında onlar mı bizimle dalga geçecek? Bilmiyorum. Onların inançlarını bilimsel olarak test etmeyi tercih edrim. Dondurulmuş bir beynin konektomunu bulalım. Ölümden sonra ve dondurma esnasında beyinde hasar oluştuğunu biliyoruz. Soru şu: bu hasar konektomu silmiş midir? Eğer öyle ise gelecekteki bir uygarlığın donmuş beyinlerden hatıraları çıkarması mümkün olamaz. Beden hayata dönebilir ama zihin dönemez. Diğer yandan eğer konektom korundu ise cryonics ile uğraşanların iddialarıyla kolayca dalga geçemeyiz.

Size bir arayışı anlattım, çok küçük şeylerin dünyasından başlayan ve bizi çok ileri geleceğin dünyasına doğru götüren bir arayış. Konektomlar insanlık tarihinde bir dönüm noktası olacak. Afrika'nın ormanlarındaki maymun benzeri atalarımızdan evrim geçirirken bizi diğerlerinden ayıran büyük beyinlerimizdi. Beyinlerimizi her seferinde teknolojiler geliştirmek için kullandık. Bir gün bu teknolojiler o kadar güçlü olacak ki beynimizi bozup yeniden yaparak kendimizi daha iyi tanımak için bu teknolojileri kullanacağız. Bu kendini keşfediş yolculuğunun sadece bilim insanları için değil hepimiz için olduğunu düşünüyorum. Ve bugün bu yolculuğu sizinle paylaşma fırsatına kavuştuğum için minnetarım.

Teşekkürler.

(Alkış)