Beyin Wi-Fi Sistemi

(JohnJoe McFadden. https://aeon.co/essays/does-consciousness-come-from-the-brains-electromagnetic-field‘dan çevrildi.)

Yaklaşık 2.700 yıl önce, günümüzde Türkiye sınırları içerisinde bulunan antik Sam’al şehrinde, kralın yaşlı bir hizmetkarı evinin bir köşesinde oturmuş, ruhunun doğasını düşünmektedir. Adı Katumuwa’dır. Kendisi için yapılmış, üzerinde kendi portresi oyulmuş ve eski Aramice bir yazıt bulunan bazalt bir stele bakmaktadır. Ailesine, kendisi öldüğünde, ‘bu odada bir şölen kutlamaları talimatını verir: Hadad harpatalli için bir boğa, avcıların Nik-arawas’ı için bir koç, Şamaş için bir koç, üzüm bağlarının Hadad’ı için bir koç, Kubaba için bir koç ve bu stelde bulunan ruhum için bir koç.’ Katumuwa, ölümünden sonra ruhu için dayanıklı bir taş kap inşa ettiğine inanıyordu. Bu taş, düalizmin (bilinçli zihnimizin bedenin maddesinden ayrı, maddi olmayan bir ruh veya tinde yer aldığı inancının) en eski yazılı kayıtlarından biri olabilir.

The Katamuwa Stele cast, digitally rendered by Travis Saul. Courtesy of the Oriental Institute of the University of Chicago.

2 bin yıldan fazla bir süre sonra, oğlum bir hastane sedyesinde yatarken, ben de ruhun doğasını düşünüyordum. Beyindeki elektriksel aktiviteyi tespit eden bir elektroansefalogram (EEG) çekiliyordu. Ekranda düzensiz dalgalı çizgilerin, bir kapının çarpması gibi olaylara ilişkin algılarının tetiklediği sivri uçlarla birlikte aktığını izlerken, bu sinyalleri üreten bilincin doğasını merak ediyordum.

Beynimizdeki nöronları oluşturan -ve Katumuwa’nın hareketsiz stelindeki madde parçalarından veya oğlumun hastane yatağındaki çelik bariyerlerden çok da farklı olmayan- atomlar ve moleküller insan farkındalığını ve düşünce gücünü nasıl üretebiliyor? Bu uzun zamandır sorulan soruyu yanıtlamak için, bugün çoğu nörobiyolog beyin nöronları tarafından gerçekleştirilen bilgi-işlemeye işaret eder. Hem Katumuwa, hem de oğlum için bu, ışık ve ses gözlerine ve kulaklarına ulaştığı anda başlar ve nöronlarını çevrelerinin farklı yönlerine yanıt olarak ateşlemeye teşvik eder. Katumuwa için bu, belki de stelin üzerinde tuttuğu kozalak ya da tarak olabilirdi; oğlum içinse makineden gelen bip sesleri ya da duvardaki saatin hareketiydi.

Her bir ‘ateşleme’ olayı, iyon adı verilen elektrik yüklü atomların nöronların içine ve dışına hareketini içerir. Bu hareket, bir sinir hücresinden diğerine geçen bir tür zincirleme reaksiyonu tetikler; bu, kabaca günümüz bilgisayar kapılarının konuşma gibi çıktılar üretmek için gerçekleştirdiği AND, OR ve NOT Boole işlemlerine benzer. Yani, steline bakmasından itibaren milisaniyeler içinde, Katumuwa’nın beynindeki milyonlarca nöronun ateşleme hızı, stelin binlerce görsel özelliği ve odadaki bağlamıyla bağıntılıydı (correlated). Bu bağıntı (correlation) anlamında söz konusu beyin nöronlarının Katumuwa’nın stelinin en azından bazı yönlerini bildiği varsayılmaktadır.

Ancak bilgi-işleme, bilinçli bilme için yeterli değildir. Bilgisayarlar çok fazla bilgi işler, ancak en ufak bir bilinç kıvılcımı göstermemiştir. Onlarca yıl önce, bilincin fenomenolojisini inceleyen bir makalede, filozof Thomas Nagel bizden bir yarasa olmanın nasıl bir şey olduğunu hayal etmemizi istemişti (Nagel, T (1980). What is it like to be a bat? In: N. Block (Ed.), Readings in Philosophy of Psychology. Harvard University Press, pp. 159-171). Bu bir-şeye-benzeme ya da dünyaya dair bir bakış açısına sahip olma özelliği, gerçekten bilinçli bir ‘bilen’ olmanın ne anlama geldiği hakkında bize bir şeyler söyler. Oğlumun EEG’sini izlerken o hastane odasında, bir kapının çarpılmasını kaydeden bilgileri işleyen nöronlarından biri olmanın nasıl bir şey olduğunu merak ettim. Bildiğimiz kadarıyla, tek bir nöron sadece bir şeyi bilir: Ateşleme hızını. Girdilerine göre ateşlenir veya ateşlenmez, bu yüzden taşıdığı bilgi, ikili bilgisayar dilinin sıfır veya birine hemen hemen eşdeğerdir. Böylece sadece tek bir bilgi bitini kodlar. Bu bitin değeri, sıfır veya bir olsun, bir kapının çarpmasıyla ilişkilendirilebilir, ancak kapının şekli, rengi, odalar arasında bir geçit olarak kullanımı veya çarpma sesi hakkında hiçbir şey söylemez. Bunların hepsi oğlumun bilinçli deneyiminin bir parçası olduğundan emin olduğum özelliklerdir. Oğlumun beynindeki tek bir nöron olmanın hiçbir şey hissettirmeyeceği sonucuna vardım.

Elbette, nörobiyologların genellikle yaptığı gibi, tek bir nöron neredeyse hiçbir şey bilmese de, oğlumun beynindeki 100 milyar nöron topluluğunun zihnindeki her şeyi bildiğini ve dolayısıyla bir şey hissettireceğini iddia edebilirsiniz. Ancak bu açıklama, beyindeki milyonlarca yaygın olarak dağılmış nörondaki tüm bilgilerin, örneğin bir oda veya bir stelin tek bir karmaşık, ancak birleşik bilinçli algısını oluşturmak için nasıl bir araya geldiğini soran ve bağlama sorunu olarak bilinen şeyle çatışır. Bir diğer sorun da atlama (omission) sorunudur. Bağışıklık hücreleri arasındaki karmaşık bilgi girişleri ve işleme olayları ağı hakkında neden hiçbir şey bilmiyorsunuz? Bu hücreler, bedeninizin sizi enfeksiyondan korumak için hangi tür bağışıklık tepkisini kullanacağına karar veriyor. Katumuwa, odasında yürürken kendini dik tutmak için gereken oldukça karmaşık hesaplamaların farkında değildi. Deep Blue’nun elektronik beyni neden satranca ilgi duymuyordu? Asıl bilmece farkındalık ve düşünce veren, ancak yapay beyinlerde bulunmayan bazı beyin aktivitelerinde (ama hepsinde değil) özel olanın ne olduğunu anlamaktır.

EEG ekranında o kıvrımlı çizgilerin akışını izlemek bana farklı bir fikrin, saf nöronal hesaplama veya bilgi işlemeye indirgenmeyen bir şeyin ipucunu verdi. Bir nöron her ateşlendiğinde, tel benzeri sinir lifi boyunca ilerleyen madde tabanlı sinyalle birlikte, çevredeki alana küçük bir elektromanyetik (EM) darbesi de yansıtır. Bu, tıpkı bir mesaj gönderdiğinizde telefonunuzdan gelen sinyale benzer. Bu yüzden oğlum kapının kapandığını duyduğunda, milyarlarca sinirin ateşlenmesini tetiklemesinin yanı sıra, kapının çarpılması beynine milyarlarca küçük elektromanyetik enerji darbesi de yansıtmış olur. Bu darbeler birbirine doğru akarak elektromanyetik alan adı verilen bir tür EM enerji havuzu oluştururlar: Bu nörobiyologların bilincin doğasını araştırırken atladıkları bir şeydir.

Nörobiyologlar beynin EM alanını bir yüzyıldan uzun süredir biliyorlardı, ancak neredeyse her zaman bunun işleyişiyle bir arabanın egzozunun direksiyonuyla olan ilgisi kadar ilgisi olmadığını söyleyerek görmezden geldiler. Yine de, bilgi sadece bağıntı (correlation) olduğundan, EEG ekranındaki sivri uçları oluşturan altta yatan beyin EM alanı titremelerinin, tıpkı bu titremeleri oluşturan nöronların ateşlenmeleri kadar hastane odası kapısının çarpılmasını bildiğini biliyordum. Ancak, aynı zamanda, bir milyon dağınık nöronun ateşlenmesi ile bu ateşlenmeler tarafından oluşturulan EM alanı arasında önemli bir fark olduğunu bilmek için yeterli fizik bilgisine de sahiptim. Bir milyon dağınık nörondaki milyonlarca ayrı bilgi parçası tarafından kodlanan bilgi, tek bir beyin EM alanı içinde fiziksel olarak birleştirilmiştir.

EM alanların birliği, wi-fi kullandığınız her seferinde belirginleşir. Belki de telefonunuzda Katumuwa’nın steli hakkında bir radyo belgeseli yayınlarken, bir diğer aile üyeniz film izliyor ve bir diğeri de müzik dinliyordur. İlginç bir şekilde, ister film, ister resim, ister mesaj veya müzik olsun, tüm bu bilgiler yönlendiricinizin yakınındaki herhangi bir noktadan anında indirilebilir. Bunun nedeni, bilgisayar kapıları veya nöronlar gibi ayrı madde birimlerinde kodlanan bilgilerin aksine, EM alan bilgilerinin kaynaklarından alıcılarına ışık hızında seyahat eden, maddi olmayan dalgalar olarak kodlanmasıdır. Kaynak ve alıcı arasında, farklı mesajları kodlayan tüm bu dalgalar üst üste biner ve birbirine karışarak tek bir foton veya elektron kadar birliğe sahip, fiziksel olarak bağlı bilginin tek bir EM alanı haline gelir ve alandaki herhangi bir noktadan indirilebilir. Alan ve içinde kodlanan her şey her yerdedir. Oğlumun EEG’sinin ekranda ilerlemesini izlerken, beyninin EM alanının tüm duyusal algılarıyla ilişkili, fiziksel olarak bağlı bilgilerle titreşmesinin nasıl bir şey olduğunu merak ettim. Sanırım ona çok benziyordu.

Bilinci beynin EM alanında bulmak tuhaf görünebilir, ancak farkındalığın maddede bulunduğuna inanmaktan daha mı tuhaf? Albert Einstein’ın denklemini hatırlayın, E = mc². Tek yapmanız gereken denklemin madde tabanlı sağ tarafından sol tarafta bulunan enerjiye geçmektir. Her ikisi de fizikseldir, ancak madde bilgiyi uzayda ayrılmış ayrı parçacıklar olarak kodlarken, enerji bilgisi bilginin tek birleşik bütünlere bağlandığı örtüşen alanlar olarak kodlanır. Bilincin merkezini beynin EM alanında bulmak ve milyarlarca dağıtılmış nöronda kodlanan bilginin (EM alan tabanlı) bilinçli zihnimizde nasıl birleştirildiğini anlamak, bağlama sorununu çözer. Bu bir düalizm biçimidir, ancak madde ve ruh arasındaki farktan ziyade madde ve enerji arasındaki farka dayanan bilimsel bir düalizmdir. Farkındalık, bu birleşik EM alan bilgisinin içeriden nasıl hissettirdiğidir. Yani, örneğin, bir kapının çarpıldığını duyma deneyimi, bir kapının çarpılmasıyla ilişkili olan beyindeki bir EM alan bozulmasının ve tüm bellek nöronlarının kodladığı ilişkilerin içeriden nasıl hissettirdiğine benzer.

Oğlumun hastane odasına girmeden sadece birkaç hafta önce, Francis Crick’in kışkırtıcı kitabı Şaşırtan Varsayım’ını okumuştum (özgün adı: The Astonishing Hypothesis, 1994; Türkçeye çeviren: Sabit Say. TÜBİTAK Yayınları, 2005). Bu kitapta, çift sarmalın ortak kaşifi, bilincin, bilinçli düşünceler veya algıyla ilişkili beyin aktivitesini belirleyerek ele alınabilecek, çözülebilir bir sorun olduğunu öne sürmüştü. Örneğin, herkes açıkça görüneni görememekle ilgili o tanıdık deneyimi bilir. Benim için, genellikle gözlüklerimdir. Onları fark etmeden önce bir dakika veya daha fazla süre dağınık masama bakabilirim. O dakikanın başlarında, gözlüklerimin görüntüsü retinamda kaydedilmiş olacak ve renkler, bir çizginin şekli, çizgiler arasındaki açılar, şekil, doku vb. gibi özellikler çıkarılmış ve gözlüklerimi görmediğim tüm dakika boyunca paralel sinir yolları boyunca işlenmiş olacak. Sonra, aniden onları göreceğim.

Crick, bilinçli farkındalığı önceleyen ve sonra onu izleyen sinirsel işleme arasındaki farkın ne olduğunu belirlememiz gerektiğini önermişti. Dünya çapında birçok nörobiyolog tarafından yapılan onlarca yıllık araştırma, senkron nöronal ateşlemeyi bilincin en iyi bağıntısı (korelasyonu) olarak tanımladı. Yani, birçok dağınık nöron gözlüklerimin çeşitli özelliklerini işlerken ben onları göremediğimde, bu nöronlar birbirleriyle uyumsuz bir şekilde (asenkron olarak) ateşlenir. Onları nihayet gördüğüm o ‘Aha!’ anında, tüm bu dağınık nöronlar senkron olarak ateşlenmek üzere sıraya girerler.

Ama neden? Nöronların eş-zamanlı olarak ateşlenip ateşlenmemesi bilgi işleme operasyonları için hiçbir fark yaratmamalı. Nöronlarda bulunan bir bilinç için eş-zamanlılık bir anlam ifade etmez. Ancak, bilinci beynin EM alanına yerleştirirsek, o zaman onun eş-zamanlılıkla ilişkisi kaçınılmaz hale gelir. Durgun bir gölete bir avuç çakıl taşı atın. Bir dalganın tepesi diğerinin çukuruyla buluştuğunda, birbirlerini iptal ederek yıkıcı girişime (destructive interference) neden olurlar. Ancak, tepeler ve çukurlar hizalandığında, daha büyük bir dalga oluşturmak için birbirlerini güçlendirirler: Yapıcı girişim (constructive interference). Aynı şey beyinde de olur. Gözlüklerimin özelliklerini kaydeden veya işleyen milyonlarca farklı nöron eş-zamansız olarak ateşlendiğinde, dalgaları birbirini iptal ederek sıfır EM alanı oluşturur. Ancak, aynı nöronlar eş-zamanlı olarak ateşlendiğinde, dalgaları beynimin EM alanına güçlü bir EM sinyali yansıtarak yapıcı girişime neden olmak üzere hizalanır. Buna artık bilinçli elektromanyetik bilgi (BEB ya da CEMI: Conscious ElectroMagnetic Information) alanı diyorum.

2000’den beri CEMI Alan Kuramı üzerine yayın yapıyorum ve yakın zamanda 2020’de bir güncelleme yayımladım. Kuramın temel bir bileşeni, ‘özgür irade’ dediğimiz şeyin doğasına ilişkin yeni içgörüsüdür. Kralın Demir Çağı’nda yaşayan hizmetkarına geri dönersek… Çoğu modern olmayan insan gibi, Katumuwa da muhtemelen doğaüstü ruhunun iradi eylemlerinin itici gücü olduğuna inanıyordu. Yaklaşık 3.000 yıl sonra, laik filozoflar ve bilim insanları ruhu bedenden çıkardıklarında, istemli eylemler nöronal hesaplamanın başka bir motor çıktısı haline geldi: Yürüme, göz kırpma, çiğneme veya dilbilgisi açısından doğru cümleler kurma gibi bilinçsiz eylemleri yönlendirenlerden farklı değildi.

Peki, neden istemli eylemler bu kadar farklı hissettiriyor? 2002 tarihli bir makalede, özgür iradenin, nöronlar üzerinde etki eden ve gönüllü eylemleri başlatan CEMI ALANI deneyimimiz olduğunu öne sürdüm. O zamanlar, EM alanlarının sinirsel ateşlemeyi etkilediğine dair pek fazla kanıt yoktu, ancak 2010’da Yale Üniversitesi Tıp Fakültesi’nde David McCormick ve 2011’de Caltech’te Christof Koch tarafından yapılan deneyler, nöronların zayıf, beyin gücündeki EM alanları tarafından gerçekten de bozulabileceğini gösterdi. En azından, deneyleri, nöronal bilgi işlemenin bir wi-fi bileşeninin bulunması olasılığını öne sürüyor; iddia ettiğim gibi, bu ‘özgür irade’ olarak deneyimleniyor. Yani, Katumuwa haklıydı: Artık beynindeki EM alanıyla kodlanmış bilgi olarak anlaşılan ruhu, iradesinin yöneticisiydi.

CEMI ALANI kuramı, bilinçsiz ve bilinçli zihinlerimizin neden farklı çalıştığını da açıklıyor. İkisi arasındaki en çarpıcı farklardan biri, bilinçsiz zihnimizin aynı anda birçok şey yapabilmesi, ancak, aynı anda yalnızca tek bir bilinçli görevle meşgul olabilmesidir. Örneğin, Katumuwa kızarmış ördeğini çiğnerken bir arkadaşıyla sohbet etmekte sorun yaşamazdı, ancak satranç oyununa konsantre olurken 1.357 gibi bir sayıyı yediye bölemezdi. Bilinçsiz zihnimiz paralel bir işlemci gibi görünürken, bilinçli zihnimiz aynı anda yalnızca bir görevi çalıştırabilen seri bir işlemcidir.

CEMI ALAN kuramı, bu iki modu şöyle açıklar: Öncelikle beyinde bilgi işlemenin çoğunun (bilinçsiz olan türü) yalnızca EM alanları aracılığıyla etkileşime girmeyen nöron ‘telleri’ aracılığıyla gerçekleştiğini kabul eder. Bu, farklı görevlerin farklı devrelere tahsis edilmesini sağlar. Uzak geçmişimizde, tüm sinirsel hesaplamalar muhtemelen bu paralel işleme nöronal yolunu izliyordu. Paralel işleyen bağışıklık sistemimiz de benzer şekilde EM alan etkileşimlerinden yoksundur, bu nedenle de bilinçsizdir. Ancak, evrimsel tarihimizin bir noktasında, atalarımızın kafatasları giderek daha fazla nöronla doldu ve bitişik nöronlar EM alan etkileşimleri aracılığıyla birbirleriyle etkileşime girmeye başladı. Çoğunlukla, etkileşim işlevi bozardı. Daha sonra doğal seçilim, bu hayati işlevlerde yer alan nöronları yalıtmak için devreye girecekti.

Ancak, ara sıra elektriksel etkileşim faydalı olabilirdi. Örneğin, EM alan etkileşimleri, yalnızca bitler yerine karmaşık birleştirilmiş EM alan bilgisi paketleriyle hesaplama yapma yeteneği vermiş olabilir. Bu gerçekleştiğinde, doğal seçilim EM alan duyarlılığını artırmak için diğer yöne doğru çekmiş oldu. Yine de bu bilgi işleme yönteminin bir dezavantajı da vardı. Gölete atılan çakıl taşlarını hatırlayın: Birbirleriyle etkileşime girerler. Beynin CEMI ALANIna bırakılan farklı fikirler de benzer şekilde birbirleriyle etkileşime girer. Bilinçli CEMI ALANI  zihnimiz kaçınılmaz olarak aynı anda yalnızca bir şey yapabilen seri bir bilgisayara dönüşür.

Kuram ayrıca doğal seçilimin bilinçli zihinlerdeki EM alan etkileşimlerinden elde ettiği faydalara dair ipuçları da sağlar. Elbette bunlar bilinci harekete geçiren faaliyetlerdir: Planlama, hayal gücü, problem çözme veya yaratıcılık gibi. Bu işlemler ikili rakamlar yerine bütünsel alan kodlu karmaşık fikirlerle hesaplanır. Benim önerim fikirlerin bilincin hesaplama birimleri (bilinç ‘bitleri’ veya ‘cbitleri) olarak görülmesidir.

Katumuwa gelecekteki zihnini, silisyumun bir biçimi olan bazaltta hayal etti. Yaşlı hizmetçi, silikonun bilgisayarların hesaplama yeteneğinden sorumlu temel unsur olması nedeniyle planlarının o kadar da saçma olmadığını bilmekten eğlenmiş olabilir. Derin öğrenme AI öncüsü Gary Marcus, etkileyici sayısal hesaplama güçlerine rağmen, geleneksel bilgisayarların şimdiye kadar ‘genel zeka’ olarak bilinen şeyi, yani, yeni sorunları çözmek için bilgiyi genelleştirme kapasitesini geliştirmede tamamen başarısız olduğundan yakınmıştı. Marcus, ‘jantlarına ip takılmış bir bisikleti tamir etmenin en iyi yolunu bulma’ örneğini veriyor. Bu, beş yaşında bir çocuğun göreve ilk kez maruz kaldığında saniyeler içinde kolayca çözebileceği türden bir bulmaca, ancak Marcus’un belirttiğine göre, mevcut hiçbir bilgisayar bu konuda nasıl ilerleyeceği konusunda bir fikre sahip değil.

CEMI ALANI kuramı, geleneksel bilgisayarların asla genel zeka kazanamayacağını öngörür, çünkü bu, ikili rakamlar yerine cbit’lerle, fikirlerle hesaplama yapma becerisiyle etkinleştirilen bir beceridir. Geleneksel yapay zeka bu yetenekten yoksundur, çünkü bilgisayar mühendisleri EM alanlarının hesaplamalarına müdahale etmesini önlemek için büyük çaba harcarlar. EM alanı etkileşimleri olmadan, yapay zeka sonsuza dek aptal ve bilinçsiz kalacaktır.

Yine de CEMI ALANI kuramı, yapay bilinçli zihinler inşa etmenin heyecan verici ve potansiyel olarak dünyayı değiştirici olma olasılığı da sunar. Bu kendi beynimiz gibi, alanlarla ve yalnızca bitleri kodlayan geleneksel mantık kapılarıyla hesaplama yapan farklı bir tür bilgisayar mimarisi gerektirir. Kendi EM alanına duyarlı beyinlerimizin mimarisi, geleceğin bu devrim niteliğindeki yapay beyinlerinin nasıl inşa edilebileceğine dair birçok ipucu sağlar. Bu ipuçlarını yeni bir hesaplama biçimine dönüştürmek, sonunda bilinçli, genel zeka destekli yapay zeka hayalini gerçekleştirebilir.

Daha da ileriye baktığımızda, geleceğin bir Katumuwa’sı, Sam’allının zihinsel ölümsüzlük hayalini gerçekleştirebilir mi? Elbette bir insan beyninin bilgi içeriğini tersine mühendislikle elde etmek ve daha sonra hem kablolar, hem de alanlar aracılığıyla bilgiyi işleyen daha dayanıklı bir silikon tabanlı bilgi işlem alt katmanına yüklemek çok zor olacaktır. Zorlayıcı, ancak imkansız değil. Bazalttan yapılmayacaklar, ancak bir gün elektrik ruhları için potansiyel olarak ölümsüz kaplar inşa etmek mümkün olabilir. Katumuwa’nın hayali insanlığın geleceği olabilir.

Kaynak: Brain Wi-Fİ. April 5, 2021. JohnJoe McFadden. https://aeon.co/essays/does-consciousness-come-from-the-brains-electromagnetic-field