2017 Haziran’da ‘Blue Brain Project’ten M. W. Reimann ve arkadaşları Front. Comput. Neurosci. Dergisinde “Cliques of neurons bound into cavities provide a missing link between structure and function” başlıklı, yeni keşfedilmekte olan beynin ağsal matematiği ile ilgili önemli bir yazı yayınladılar.
Bu yazı ile, İnsan Beyni Projesi (HBP) ve İndan Nörozihin Projesi (HCP) ile edinmekte olduğumuz bilginin bizi daha önce bilmediğimiz bir ‘yaşam’ ile karşılaştırmakta olduğunu anlamaya başladık. Artık sahnede matematikçiler ve bilgisayarcılar da vardı ve beynin neden varolan en üst düzey bilgi işleme sistemi olduğunun enformasyon bilimi dilinden cevaplarını vermeye başladılar.
Sonuçlar nörozihnin birleşik enformasyon bütünlüğü olduğunun matematiğini ortaya koymakta. Aslında artık farkediyoruz ki, ağsal matematiğin yeni ilkeleri sadece nöronal sistemler için değil, bilgi işleyen tüm sistemler için geçerli, yani beyin nedir, zihin nedir sorularına verilen matematik yanıtlar, yaşam nedir sorusuna da yanıt vermeyi denememizi sağlayabilecek yeni bir paradigma oluşturur.
Yaşam: Enformasyon sistemlerinin bütünü
Yaşam zaten iç içe girmiş, aynı anda var olan, farklı kodlara sahip, enformasyon sistemlerinin bütünüdür. Bu katmanların her biri ayrı bir enformasyon sistemidir. Nasıl ki bizim dilimiz 29 harfli bir kod; DNA’mız, RNA’mız 4 harfli bir kod ya da protein dünyası 20 amino asitli bir kod sistemi ve dijital kod 2 seçenekli bir sistemse, yaşam dediğimiz olasılıklar sonsuzluğu da, esasında iç içe geçmiş farklı enformasyon sistemlerinden oluşuyor.
Yaşam dediğimiz enformasyon içiçe varolan enformasyon katmanlarının en altında inorganik evren var (ŞEKİL).
Bu inorganik evren biyolojik molekülleri oluşturuyor; moleküller birleşip sözgelimi, DNA’yı oluşturur, DNA ve diğer moleküller bir üst enformasyon katmanı olan hücreleri oluşturur. Hücreler bir araya gelir organları oluşturur. Organ sistemleri, organizmaları oluşturur. Beyin, zihni; zihinlerse, kültürü oluşturur.
Yaşamın içerisindeki bir varlık paradigmasından, bir üst katmana geçiş hep yeni ‘yaratıcılık’ gerektirir. Bu yaratıcılığı Newton- Bacon-Descartes matematiği ve fiziği açıklayamaz. Termodinamiğin ikinci yasası varolanın, nasıl kendinden daha karmaşık bir varolan yaratabildiğini açıklayamaz. Bütün, parçalarının aritmetik toplamından fazladır. Bu ‘fazla’, yeni enformasyon katmanının oluşmasına yol açan ‘yaratıcılıktan’ gelir.
Sanırım İlya Prigogine’nin sözünü ettiği ‘autopoiesis’= kendini yaratma matematiği (ki bu kimya-matematik teoremi ile Nobel almıştır) biyolojik sistemler için yeni bilim adına bu soruna bir yanıt verir.
Yaratıcılık: Bilgi işleyen enformasyon sistemi
Aslında bir beyin cerrahı-nörobilimci olarak beynin çalışma biliminden öğrendiklerimizden yola çıkarak, Prigogine’nin autopoiesis ilkesinin sadece biyolojik sistemler için değil enformasyon işleyen-bilgi yaratan tüm sistemler için geçerli olabileceğini düşünüyorum. Canlılık nasıl atan bir kalp değil, bilgi işleyen beyin gerektiriyorsa, autopoeisis de biyolojik sistemlerin ötesinde esas olarak bilgi işleyen sistemler gerektirir. Yani yaratıcılık için ‘biyolojik canlılık’ değil, bilgi işleyen bir enformasyon sistemi gerekir. Bilgi işleyen enformasyon sistemleri (er geç) zeka üretirler.
Yapay zeka, tanım gereği, enformasyon işleyen ve seçim yapmayı öğrenen bir enformasyon sistemi olduğu için bilinçlilik özellikleri taşır. Bilinci, seçim yapabilme yeteneği olarak tanımlamıştık. Yani bilinçlilik, biyolojik anlamda atan bir kalp gerektirmez.
Burada bahsettiğim bağlantısallık bilimi yeni bir bilim alanı. Bir psikiyatrist olan Giulio Tononi bu alanda çalışan ve bilincin birimini matematiksel olarak ortaya koymaya çalışan bir nörobilimci. Phi, bilincin birimi olarak seçtiği isim. Yani artık henüz ilkel düzeyde de olsa, nöronların bağlantısallık matematiği hesaplanarak, örneğin “Broca alanındaki korteks yapısı kaç phi bilinç üretebilir?” ya da “serebellum bu ameliyattan sonra kaç phi bilinç üretebilir?”, “383 nöronlu bir toprak solucanı kaç phi bilinç oluşturabilir?” ya da “Alice isimli yapay zeka algoritması kaç phi bilinç üretebilir?” sorularını sormaya başladık.
Bağlantısal bütünsellik ve yeni bilim
Yeni Bilimde, ‘Bağlantısal Bütünsellik’ İlkesinin, Nörozihin, Laniakea ve Epigenetikteki Ortak Kavranış Süreci: Bilimsel devrimler doğrusal gelişmezler; tıpkı soğan katmanları gibi küresel katmanlar halinde, sonraki bir öncekini yanlışlayacak şekilde değil, bir öncekini de kuşatacak şekilde gelişirler.
Bilimsel devrimler farkedelim ya da etmeyelim yaşam algımızı değiştirir. Önce bilimsel devrimler olur, daha sonra siyasetçiler bu değişime göre toplumu değiştirirler. Bu nedenle bilim siyaseti de belirler. Galilei teleskobu bulur dinler tarihi değişir, James Watt buhar makinesini bulur dünya ekonomi tarihi değişir, Dr. Gregory Pincus doğum kontrol hapını bulur kadın sosyolojisi değişir, Gutenberg matbaayı bulur dünya tarihi değişir.
Son beş yılda aynen Galilei’nin teleskobu, Gutenberg’in matbaası kadar önemli olduğuna inandığım, dünyaya bakışımızı yani yaşamımızı değiştirecek nitelikte önemli üç önemli bilimsel devrimin buluşları yapıldı, yayınlandı.
Bunlardan ilki “Laniakea” (2014 Ekim’de Nature’da yayımlandı), bütün evrenin tek bütünlük ve bağlantısallıkta enerji kümesi olduğunu ortaya koydu.
Diğeri, “Epigenetik”, zaten yıllardır literatürde var olan bir kavramdı ancak son beş senede ek bilgi ve sağlam kanıtlar elde edildi.
Bir diğeri de olan “connectome”, beyin ve zihin yapısının ne olduğuna dair bilgilerdir.
Bu üç önemli bilimsel devrimi gelecek hafta detaylı olarak ele alacağım.
Prof. Dr. Türker Kılıç
Bahçeşehir Üniversitesi, Tıp Fakültesi Dekanı
Bu yazı HBT'nin 127. sayısında yayınlanmıştır.
