Popüler Bilim Tüm Yazılar

Harici Duyular, Yüksek Algı ve Gerçeklik

Facebooktwittergoogle_plusredditlinkedintumblrmail

Harici duyuların insana adapte edilmesi ile yüksek algının ve gerçekliğin oluşturulması üzerine…

Hiç diliniz ile görebilmeyi, hissederek anlamayı, yada kör bir insanın ses dalgalarını kullanarak görebileceği aklınıza gelir miydi? Gelişen teknoloji ve bilim, bizlere doğa ananın verdiğinden daha fazlasını verebileceğini gösteriyor. Bir noktada şuan neler yapabildiğimizi yada neleri yapabileceğimizi düşünmemiz gerekiyor. Aslında benim “Yapay Umwelt Geliştirme” (YUG) olarak adlandırdığım bir teknoloji olan YUG, bizlere sahip olduklarımızın ötesini vaat ediyor olabilir.

Umweltten kısaca bahsedecek olursak; umwelt, gerçekliğin farklı alanlarını farklı duyular ile algılamaktır. Biz insanların umwelti, elektromanyetik spekturmun 10 trilyonda 1’ini oluşturan görünür ışıktan, yılanların umwelti, kızılötesi algılayıcılarından, arıların umwelti, ultraviole ışını algılamasından, kuşarın umwelti, dünyanın manyetik alanını algılamasında, köpeklerin umwelti, yüksek koku algılama becerilerinden, kara hayalet balığının umwelti, elektriksel uyarılardan ibarettir.

Her canlı gerçekliğin çok küçük bir kısmını algılayacak şekilde evrimleşmiştir. Her canlının, nasıl bir umwelt meknizmasına sahip olacağına karar veren mekanizmaya “doğal seçilim” denir. Bu mekanizmayı çözmek için önümüzde uzun bir süre olduğunu düşünürsek YUG‘a yönelmek yerinde olacaktır. YUG‘dan bahsetmeden önce YUG‘u düşünmemize neden olan duyu değiştirmeden bahsetmemiz gerek. Duyu değiştirmeyi yani dil ile görebilmeyi, kulak ile hissedebilmeyi, yada sağar bir insanın hissederek duymasına olanak sağlayan şey; beynin ve sinir sisteminin çalışma prensibidir! Doğuştan kör yada sağır bir insan beynin “duyu değiştirmeye” olanak sağlaması ile dolaylı bir şekilde bu duyulara kavuşabilir. Günümüzde bu teknoloji aktif olarak kullanılmakta ve geliştirilmektedir.

Doğuştan duyu organlarının herhangi birini kaybetmiş birey için umweltin sadece küçük bir kısmı geçici olarak kapanmıştır. Ama beyinde bulunan ilgili kısım sorunsuz bir şekilde çalışıyordur. Özetle duyu değiştirme; beyne bilgiyi alışılmadık yollardan sağlamak demekti. Beyin ise bu bilgiyi anlamanın bir yolunu buluyordu. Buna ilk ve en büyük kanıt 1969’da nature dergisinde yayımlanan bir makaledir. 1960’lı yıllarda wisconsin üniversitesinde nörobilimci olan Paul Bach-y-Rita, görme engellilere yeniden görme duyusunu kazandırmanın yollarını arıyordu.

Kafasını kurcalıyan bu soru için bir deney yapmaya karar verdi. Deneyin işleyişi şöyle açıklanabilir ;

yapay-gorus-55501

Oturulan koltuk tarafından sırta uygulanan titreşimlerle yapay görüş algısı yaratan cihazın çalışma mantığı.

Kişinin alın bölgesine yerleştirilmiş bir video kameraya gelen video bilgisi, sırtta yer alan ve ufacık titreştiricilerden oluşan bir dizgeye girdi olacak şekilde dönüştürülür. Böyle bir aygıtı takıp gözleriniz bağlı halde odada yürüdüğünüzü düşünün. Önce sırtınızın bir bölümünde tuhaf bir örüntüyle kendini gösteren titreşimler hissedeceksiniz.

Titreşimler sizin kendi hareketinize doğrudan bağlı olarak değişim gösterdiği halde neler olup bittiğini anlamak size oldukça zor gelecek. Bacağınızı sehpaya vurduktan sonra ise “bunun görmeyle uzaktan yakından ilgisi yok” diye düşüneceksiniz. Ama acaba öyle midir gerçekten?

Algı

Yapay görüş algısıs sağlayan koltuk ve aynı sistemin mobilize edilmiş hali.

Gözleri görmeyen deney katılımcıları bu görsel-dokunsal değişim gözlüklerini takıp bir haf­ta kadar ortalıkta dolaştıktan sonra, yeni bir ortamda yönlerini bulmada oldukça başarılı hale gelirler. Sırtlarında hissettiklerini, yönelecekleri doğrultunun bilgisine çevirebiliyorlardır artık. Ama işin asıl şaşırtıcı yönü bu değildir. Asıl şaşırtıcı olan, dokunsal girdileri algılamaya; onlar aracılığıyla görmeye başlamalarıdır. Yeterince uygulama yaptıktan sonra bu dokunsal girdiler, çevrilmeye ihtiyaç duyan bilişsel bir bilmece olmanın ötesine geçerek, dolaysız bir duyum haline gelir.

İşte duyu değiştirmeye verilebilecek en güzel ve en açık deneylerden biridir bu. Farklı ve bir o kadarda ilginç bir örnek vermek yerinde olur. Dr. Eric Thomson ve Dr. Miguel Nicolelis’in yaptığı deneyin önceki deneyden farkı bu deneyin sağlık bir beyinde yapılmasıdır. Deneyin mekanizması ve deneyi gerçekleştiren Dr. Eric Thomson ve Dr. Miguel Nicolelis’in yorumları şöyle:

Thomson, sadece birkaç milimetre genişliğindeki çift modüllü küçük implantlar tasarlayarak deneyine başladı. İmplant, kafaya bağlı kızılötesi detektörün çıktısını; farenin özellikle bıyıklarca algılanan dokunma sinyallerine cevap veren, duyu korteksine yerleştirilmiş elektrikli mikrostimülatörün mikrodizisine iletti. Daha sonra, susuz bırakılmış fareleri, yuvarlak alandaki üç su ağızlığını birbirinden ayırt edecek şekilde eğitti. Her ağızlık rastgele bir düzende ışık yayıyordu; su ödülünü almak için farelerin yapması gereken tek şey, ışık yanan ağızlığa gitmeleriydi. Fareler oyunun kurallarını öğrendiğinde Thomson ışıkları kızılötesiyle değiştirdi.

fare-infrared-2918

Farenin kafasının üstüne yerleştirilmiş detektör tarafından algılanan farklı şiddetteki kızılötesi ışıklar farklı bir değer alıyor ve farklı bir elektriksel simülasyon modeline dönüştürülüyordu. Sonrasında bu modeller, istenen akım darbelerini gerçek zamanda duyu korteksine ileten mikrostimülatöre gönderiliyordu. Thomson şöyle diyor: “Hayvanların, ikili açık-kapalıdan ziyade kademeli kızılötesi şiddetini işleyebilmesini istedik. Sonuçta görülebilir ışık da ya hep ya hiçten ibaret değil.”

İlk başta farelerin kafası karıştı, uyartıya karşılık olarak kızılötesi kaynağına gideceklerine oturup sanki dışarıdan bir şey dokunmuş gibi bıyıklarını temizlemeye başladılar; aslında duyu korteksleri akımla uyarıldığı için dışarıdan bir şey bıyıklarına dokunmuş gibi hissetmeleri normaldi. Aşağı yukarı bir aylık eğitimin ardından altı hayvanın hepsi kızılötesi başlıklarına alışmış, kızılötesiyle yemek aramayı öğrenmişlerdi. Thomson şöyle diyor: “Farelerin kızılötesi dalgaların nereden geldiğini daha iyi algılamak için kafalarını sağa sola uzattıklarını görebiliyorduk. Bu durum, %70’i aşkın seferde su dolu ağızlıklardan doğru olanı seçmelerini sağladı.”

Daha sonraki testler, farelerin bıyıklarına “dokunulma bilgisi”ni gayet iyi bir biçimde algılayabildiklerini, yeni kızılötesi “duyu”larının eski duyularını köreltmediğini doğruladı. 2013 yılında Nature Communications’da yayınladıkları çalışma raporunda Thomson şunları yazdı: “Bilebildiğimiz kadarıyla bizler, türlerin algı dağarcığını yakın kızılötesi elektromanyetik spektrumu içerecek şekilde genişletebilen ilk kortikal nöroprotezi yapmış olduk.”

Şimşek Hızında Duyu Birleşmesi

Çalışma baştan beri mükemmel olsa da Thomson bununla yetinmedi. Bir kere, farelerde yalnızca bir adet kızılötesi detektör vardı, bu da derinlik algısını oldukça kısıtlıyordu. Diğeri de fareler teknik olarak kızılötesini “görmüyor”, “hissediyor”lardı çünkü bütün işi yapan duyu korteksleriydi.

Chicago’daki 2015 Society for Neuroscience’ın yıllık konferansında bildirdiği üzere Thomson yeni deney serisinde, farelerin beynine 360 derecelik panoramik kızılötesi algı sağlayan üç ilave elektrot yerleştirdi. Bu ilaveyle birlikte hayvanların kızılötesine adapte olmalarında neredeyse 10 katlık artış görüldü. Su arama deneyi yeniden uygulandığında farelerin düzeneği öğrenmesi ilk deneydeki tek implantlıların 40 günlük sürecine kıyasla yalnızca 4 gün sürdü. Thomson, Science News’a şunları söyledi: “Doğrusu bu şaşırtıcıydı. Beyinlerinin yalnızca bir bölgesinde değil de her yerinde birçok uyartı olmasının farelerin kafasını karıştıracağını düşünmüştüm.”

Ama en çok şaşılacak an, implantları farelerin görsel korteksine yeniden yerleştirdiği zaman yaşandı: Bu sefer, hayvanların su deneyini öğrenmesi yalnızca bir gün sürdü.

Kızılötesi trafiğin görsel kortekslere yeniden yönlendirilmesi neden öğrenmeyi hızlandırdı? Thomson tam olarak emin değil ama bu olanların kızılötesi ışığın doğasıyla ilgili olduğunu düşünüyor. Nihayetinde, görsel korteksimiz, dalga boyuna baktığımızda kızılötesine çok benzer olan görünür ışığı algılamaya elverişlidir. Belki de görsel korteksimiz, duyu korteksimize nazaran kızılötesini algılamakta “özelleşmiş”tir. Thomson diyor ki: “Daha derine inmeden ve görsel sistemin farklı seviyelerindeki plastisitenin değişimlerine bakmadan kesin bir şey söyleyemeyiz. Yine de şunu biliyoruz ki görsel korteks hem görünür ışığı hem de kızılötesini aynı anda algılayabiliyor.”

infrared-gif2

Aynı görüntünün hem görünür ışık, hem de kızılötesi dalga boyundaki görünüşü.

Her ne kadar biyo-sanalkorsanlar (biohacker) insanların görünür ışık spektrumunu yakın kızılötesine çıkarmakla uğraşsa da duyuları artırmak şu an için hayvanlarla sınırlı. Thomson’ın çalışması, “kızılötesi göz” donanımının işe yaraması durumunda beynimizin buna çabucak adapte olacağını gösteriyor. Thomson şöyle diyor: “Doğrusu ben hala hayretler içerisindeyim. Beyin, her daim yeni bilgi kaynaklarına aç ama tamamıyla yabancı olan bu türleri çok kısa zamanda absorbe edebilir ki bu durum nöroprotez ve artırma (augmentation) alanları için inanılmaz büyük bir nimet. Çalışmamız, duyu kortikal protezlerin normal nörolojik fonksiyonları yeniden kazandırmasına ilaveten memelilerdeki doğal algı kabiliyetini arttırmak için de kullanılabileceğini öne sürüyor. İşte ben bu nedenle çok heyecanlıyım.”

Beyine bilginin hangi yolla geldiğinin bir önemi olmadığının en güzel kanıtlarında biridir bu deney. Açıkcası beynin kortkesler arası senkronize oluşuna muazzam bir örnek vermesi de muazzam. Aslında bu gelişme ” beyni eş zamanlı kullanamıyoruz ” tezine kısmende olsa anti-tez niteliğinde. Beyine bilgi geliyor ve beyin o bilgiyi nerede ve hangi hızla işlemesi gerektiğini bir şekilde biliyor.

Şimdi YUG’dan ve uygulanabilecek sınırsız alanlarından bahsedebiliriz. Öncelikle şuan elektro manyetik spekturmun (EMS) neresini algılıyoruz bir göz atalım:

spektrum

Elektromanyetik spektrum. Bu spektrum ışığın dalgaboylarından ibarettir ve bizler gözlerimizle sadece çok küçük bir kısmını algılayabiliriz.

Şu an algıladığımız gerçekliğin aslında bütünsel gerçekliğin trilyonlarca kat küçük bir bölümü olması ne kadar da muazzam değil mi? Peki bizler ne yapmalıyız? Doğa ananın bize verdiği umwelt ile yetinmeli miyiz? Yoksa sınırlarımızı zorlayıp algımızı geliştirmeli miyiz? Algımızı geliştirmemiz yada gerçeklik alanımızı geliştirmemiz neden bu kadar önemli?

⦁ Evreni daha iyi algılamak ve yorumlamak için
⦁ Gerçekliğin gerçek doğasını anlamak için
⦁ Beynimizi eşzamanlı kullanmak için

Neden için YUG’u geliştirmemiz çok önemlidir. Çünkü evrensel gerçekliği irdelemek için çeşitli evrensel yasaları, tek bir gerçekliği referans alarak değerlendirmek gerekir. Bunun içinde umweltimize yapay duyu ve algı donanımlarını eklememiz kaçınılmazdır.

sanal-gerceklik-52214

Bu durumun en muazzam yanı; sinir sistemimizin buna oldukça yatkın oluşudur. Peki algımız genişledikçe ve akabinde gerçeklerimiz arttıkça bilincimizde değişiklikler olacak mıdır? Bilinci oluşturan verilerin bilinen 5 duyu organından elde edildiğini düşünürsek, evet olacaktır. Altın soruya kendi gerçeklerimizle cevap vermenin zamanı geldi şimdi. Gerçeklik nedir?

Gerçeklik, 5 duyu organımız ile aldığımız elektirksel verilerin beyin tarafından yorumlanması sonucu oluşan kompleks bir olgudur. Bu yüzden algılarımızda yapacağımız değişiklikler gerçekliğimizide değiştirecektir.
Sonuç olarak sahip olduğumuz duyular ile tatmin olmayıp, gerçekliğin daha büyük bir kısmını anlamak için YUG’u uygulamaya geçirmek doğa ana tarafından takdir edilecektir.

Beynimizin bir sınırı yoktur, sınırı belirleyen algı seçeneklerimizdir. Algılarımız geliştikçe, ağaçlardan yeni inmiş kuzenlerimizden ve karaya çıkan atalarımızdan daha özel olacağız. Belkide biz bu evrenin en özel varlıklarıyızdır. Evreni anlayışımız arttıkça ne kadar özel olduğumuzu ve evrende ki rolümüzün ne kadar önemli olduğunu göreceğiz…

Kemal Göçmen

Kaynaklar:
Davıd Eagleman – Incognito
Vision Substitution by Tactile Image Projection
PAUL BACH-Y-RITA, CARTER C. COLLINS, FRANK A. SAUNDERS, BENJAMIN WHITE & LAWRENCE SCADDEN (08 March 1969 )
Evrim Ağacı – Bilim İnsanları, Kızılötesi Işığı Görebilen Fareler Yarattılar!

Hep daha fazla okumak gerekir...

Yorum