İlk yapay nöron, 1943'te Warren McCulloch ve Walter Pitts tarafından Eşik Mantık Birimi (TLU) adıyla önerilmiş ve beyindeki "sinir ağının" dijital bir modeli olarak düşünülmüştü. Çin ve Singapur'dan teknoloji ve bilimler akademisi araştırmacılarından oluşan bir ekip bir sinir iletici olan dopamini kullanarak iletişim kurabilen yapay bir nöron geliştirdiler. Araştırmacılar geliştirdikleri nöronu ve beklenen kullanım alanlarını Nature Electronics dergisinde paylaştı.
Elektrik Yerine Kimyasal Sinyal
Çoğu makine-beyin arayüzünde iletişim aracı olarak elektrik sinyalleri kullanılır ve bu sinyaller genellikle tek yönlüdür. Beyin tarafından üretilen elektrik sinyalleri okunur ve yorumlanır ancak beyne sinyal gönderilmez. Son çalışmada araştırmacılar, her iki yönde de iletişim kurabilen ve elektrik sinyallerine dayanmayan bir beyin-makine arayüzü yapmayı başardı. Dahası kullandıkları "sinyal" elektriksel değil kimyasaldı.
Çalışma, hem dopaminin varlığını tespit edebilen hem de buna tepki olarak dopamin üretebilen bir yapay nöron üretmeyi amaçladı. Yapay nöron, grafen (tek bir karbon atomu yaprağı) ve bir karbon nanotüp elektrottan (silindir haline getirilmiş bir karbon atomu yaprağı) oluşuyor. Daha sonra dopaminin varlığını tespit edebilen bir sensör ve dopamin salabilen memristör adında bir cihaz eklediler. Cihaz bunu yapay nöronun ayrı bir yerine yerleştirilen ve ısıyla aktive olan hidrojel ile yapıyor.
Yapay Nöron Cihazının Test Edilmesi
Yapay nöronların iletişim kurup kurmadığı sıçandan toplanan beyin hücreleriyle aynı petri kabına konularak görüldü. Yapay nöronun, sıçan beyin hücreleri tarafından üretilen ve gönderilen dopamini algılayabildiği ve yanıt verebildiği, ayrıca kendi dopaminini ürettiği ve bunun da sıçan beyin hücrelerinde tepki oluşturduğu görüldü. Ayrıca, robot elini hareket ettiren küçük bir fare kasındaki siyatik sinire dopamin göndererek yapay nöronun işlevselliğini de sergilediler.
Açıklamaya göre memristör adındaki cihazın tıpkı beyin hücreleri gibi, uygulamaya bağlı olarak farklı miktarlarda dopamin üretecek şekilde programlanması mümkün. Şu anda tek sorun tüm bu yapay nöron düzeneğinin oldukça büyük olması ve beyin-makine arayüzü olarak kullanımını zorlamasıdır. Ancak mevcut haliyle bile yapay nöronun protez bir cihazda kullanılabileceği belirtiliyor.
