Siborglara dönüşerek insan potansiyelimizi nasıl artıracağız

Biyonik tasarımcısı Hugh Herr'e göre, insanların yakında doğal ve sentetik dünya arasındaki çizgiyi kapatacak yeni bedenleri olacak. Bu unutulmaz konuşmasında, MIT'de geliştirmekte olduğu siborg fonksiyonuna ilişkin bir metodoloji olan Nöro Kapsamlı Tasarım'ın ayrıntılarını paylaşıyor ve insan potansiyelini yeniden tanımlayacak olan, belki de bizi süper kahramanlara dönüştürecek olan insan bedenlerini güçlendirdiğimiz geleceği gösteriyor. Herr'e göre ''Bu yüzyılın son yıllarında morfolojik ve dinamik açıdan bugünkü insanı tanıyamıyor olacağız. İnsanoğlu çok hızlı bir ilerleme katedecek.''

Ben MIT'de öğretim üyesiyim,

ama bina veya bilgisayar sistemleri değil,

vücut parçaları üretiyorum;

insanların yürümesini ve koşmasını
sağlayan biyonik bacaklar.

1982 yılında bir dağcılık kazası geçirdim,

donmaya bağlı doku hasarı nedeniyle
iki bacağımın da kesilmesi gerekti.

Bacaklarımı görebilirsiniz:

24 sensor, altı mikro-işlemci
ve tendon kası benzeri çalıştırıcısı var.

Temel olarak dizden aşağı
bir dizi cıvatadan oluşuyorum.

Ancak bu ileri biyonik teknolojiyle

zıplıyor, dans edebiliyor
ve koşabiliyorum.

(Alkışlar)

Teşekkürler.

(Alkışlar)

Ben biyonik bir insanım
ama henüz siborg değilim.

Bacaklarımı oynatmayı düşündüğümde

merkezi sinir sisteminden
sinirsel sinyaller

sinirlerim içinden geçerek

bacaklarımın kalan kısmındaki
kasları aktive ediyor.

Yapay elektrotlar bu sinyalleri algılıyor

ve biyonik bacak içindeki
küçük bilgisayarlar

sinirsel sinyalleri
istenen hareketlere dönüştürüyor.

Kısacası,

hareket etmeyi düşündüğümde

bu komut, vücudumun
sentetik kısmına iletiliyor.

Fakat bu bilgisayarlar sinir sistemime
bilgi aktarımı yapamıyor.

Sentetik bacaklarıma dokunduğumda
veya hareket ettirdiğimde

normal dokunma
ve hareket hisleri duymuyorum.

Siborg olsaydım ve sinir sistemime
bilgi aktarımı yapan

küçük bilgisayarlar aracılığıyla
bacaklarımı hissetseydim,

sentetik vücudumla olan ilişkim

temel olarak değişirdi diye düşünüyorum.

Bugün bacaklarımı hissetmiyorum,

bu yüzden de

bacaklarım, aklım ve vücudumdan
ayrı aletler durumunda.

Benim parçam değiller.

Siborg olup bacaklarımı hissedebilsem

bacaklar benim bir parçam olurdu.

MIT'de Nöro Kapsamlı Tasarım
üzerinde çalışıyoruz.

Bu tasarım sürecinde,

tasarımcı insan et ve kemiğini tasarlıyor,
biyolojik vücudun kendisini,

buna sinir sistemi ve teknoloji arasındaki

biyodirektif iletişimi sağlayacak
sentetik tasarım ekleniyor.

Nöro Kapsamlı Tasarım
siborg fonksiyonu sağlayan bir metodoloji.

Bu tasarım sürecinde tasarımcılar,

zihin ve bedenlerimizden
ayrı ve cansız araçlara

teknolojinin taviz vermediği
bir gelecek öngörüyorlar,

teknolojinin doğamızla dikkatlice
iç içe geçtiği bir gelecek.

Bu gelecekte,

neyin biyolojik olup olmadığı,

neyin insana özgü olup olmadığı,

neyin doğal olup olmadığı

sonsuza dek soru işareti olarak kalacak.

Bu gelecek insanoğluna
yeni bedenler sağlayacak.

Nöro Kapsamlı Tasarım
sinir sistemimizi

sentetik dünyaya taşıyacak,

sentetik dünya da bunu bize getirerek

olduğumuz kişiyi tamamen değiştirecek.

Biyolojik bedenin teknoloji dünyasıyla

daha iyi iletişim kurması için

insanoğlu engellilik durumuna
21. yüzyılda nokta koymuş olacak

ve insan güçlendirilmesine yönelik

bilimsel ve teknolojik
temelleri atmış olacak,

insan yetilerini
doğuştan fizyolojik düzeylerin ötesinde

bilişsel, duygusal
ve fiziksel açıdan genişletecek.

Biyomoleküler açıdan
doku ve organlara kadar

yeni bedenler yapıp
ölçeklendirmenin pek çok yolu var.

Bugün Nöro Kapsamlı Tasarım'ın
bir alanı üzerinde konuşmak istiyorum,

bu alanda vücudun dokuları
cerrahi ve rejeneratif süreçlerle

manipüle ediliyor ve yontuluyor.

Mevcut ampütasyon paradigması

ABD Sivil Savaşı'ndan bu yana
temel olarak hiç değişmedi

ve uyarıcılar, kontrol sistemleri
ve nöro etkişelim teknolojileri gibi

büyük ilerlemeler ışığında
eski bir hâl aldı.

Kontrol ve propriosepsiyon için

dinamik kas etkileşimlerine yönelik
çok büyük bir eksik vardı.

Peki propriyosepsiyon nedir?

Bileğinizi büktüğünüzde
bacağınızın önündeki kaslar kasılır,

aynı anda bacağınızın arkasındaki
kaslar da esner.

Bileğinizi öne doğru uzattığınızda
bunun tersi olur.

Burada, bacağınızın arkasındaki
kaslar kasılıyor,

ön taraftaki kaslar da esniyor.

Bu kaslar kasılıp esnediğinde

kas tendonları içindeki
biyolojik sensörler

sinirler aracılığıyla
beyne bilgi aktarımı yapar.

Bu sayede, görmeden de

ayaklarımızın nerede
olduğunu hissedebiliyoruz.

Mevcut ampütasyon paradigması
bu dinamik kas ilişkilerini yok ediyor,

bu şekilde normal propriyoseptif
hisleri de ortadan kaldırmış oluyor.

Sonuç olarak standart yapay bir uzuv,

protezin boşluğun neresinde
olduğu hakkında

sinir sitemine geri bildirim yapamıyor.

Bu yüzden de hastalar,

protez eklemin pozisyon ve hareketlerini

görmeden hissedemiyorlar.

Bacaklarım Sivil Savaş zamanından kalan
bu metodolojiyle ampüte edildi.

Şu an ayaklarımı hissedebiliyorum

ama hayali bir farkındalıkla.

Oynatmaya çalıştığımda hissedemiyorum.

Kaskatı kayak botlarının içinde
sıkışmış gibi bir his.

Bu sorunları çözmek için

MIT'de agonist karşı etkili
miyonöral arayüzü geliştirdik,

kısaca AMI.

AMI, uzvun kalan kısmındaki sinirleri

harici, biyonik bir proteze
bağlama yöntemi.

Peki AMI nasıl tasarlanıyor
ve nasıl işe yarıyor?

AMI cerrahi olarak birbirine bağlanmış
iki kastan meydana geliyor,

karşıt etkili kasa bağlı bir agoniste.

Elektrikli aktivasyon sonucu
agonist kasıldığında

karşıt etkili kas da esniyor.

Bu kas dinamiği etkileşimi

kas tendonu içindeki biyolojik sensörlerin

sinir yoluyla merkezi sinir sistemine
bilgi aktarımı yapıyor,

tendon uzunluğu, hızı ve gücü
hakkında bildirim yapıyor.

Kas tendon propriyosepsiuonu
bu şekilde çalışıyor

ve biz insanlar için önceliği

uzuvlarımızdaki konum, hareket
ve baskıyı hissedip algılayabilmeleri.

Bir uzuv ampüte edildiğinde

cerrah AMI yaratmak amacıyla

uzvun kalan kısmındaki
bu zıt uçları birbirine bağlıyor.

Birden çok protez eklemin
kontrol ve hissi için

birden fazla AMI yapılandırılabilir.

Sonra her bir AMI kası üzerine
yapay elektrodlar yerleştiriliyor

ve biyonik uzuvdaki küçük bilgisayarlar
bu sinyalleri dekode ederek

biyonik uzuvdaki güçlü motorların
kontrolünü sağlıyor.

Biyonik uzuv hareket ettiğinde

AMI kasları öne arkaya hareket ediyor,

sinirlerden beyne sinyal gönderiyor,

protez sahibinin doğal bir şekilde

konum ve hareket algısı olmasını sağlıyor.

Peki bu doku tasarımı ilkeleri
insanda gerçekten kullanılabilir mi?

Birkaç yıl önce, 34 yaşındaki
arkadaşım Jim Ewing

benden yardım istedi.

Çok kötü bir dağcılık kazası geçirmişti.

Cayman Adaları'nda
halatı onu tutamayınca

15 metre yükseklikten düşmüştü.

Çok yaralanmıştı:

Akciğerlerde hasar ve çok fazla kırık.

Kazadan sonra seçtiği spor dalına
geri dönmeyi hayal ediyordu;

dağcılık.

Nasıl mümkün olabilirdi?

Cevap Siborg ekibinde saklı,

cerrah, bilim insanı
ve mühendislerden oluşan bir ekip

eski tırmanma gücünü kazandıracak şekilde
MIT'de onu baştan yarattı.

Ekip üyesi Dr. Matthew Carty
Boston'da Brigham Hastanesi'nde

AMI cerrahi işlemini kullanarak

Jim'in aşırı hasarlı bacağını ampüte etti.

Tendon çekicileri yaratıldı
ve Jim'in tibia kemiğine iliştirilerek

zıt etkili kaslara yeniden bağlandı.

AMI süreci Jim'in bilek kasları
ve beyni arasında

nöral bir bağlantı görevi gördü.

Jim hayali bacağını oynattığında

yeniden bağlanan kaslar
dinamik çiftler olarak hareket ediyor,

propriyosepsiyon sinyalleri
sinirlerden beyne iletiliyor

ve Jim doğal bir şekilde ayak ve bilek
pozisyon ve hareketlerini hissediyor,

gözleri bağlı olsa dahi.

Jim ameliyatları sonrası
MIT laboratuvarında.

Jim'in AMI kaslarını
elektrodlar aracılığıyla

biyonik bacağa bağladık

ve Jim hızlı bir şekilde biyonik bacağını

dört ayak ve bilek yönünde
oynatmayı öğrendi.

Sonuçlar zaten bizi sevindirmişti,
Jim ayağa kalktığında ise

gördüklerimiz inanılmazdı.

Merkezi sinir sisteminin düzenlediği
tüm doğal biyomekanikler

istemsiz, refleksif hareketler olarak

sentetik bacakla birleşmişti.

Merdiven etkisine ilişkin
tüm ayak konum detayları...

(Alkışlar)

gözlerimizin önünde ortaya çıktı.

Jim burada merdivenlerden iniyor,

biyonik ayak parmağı
bir sonraki basamağa doğru yöneliyor,

kendisi bacağını oynatmaya çalışmadan

bu doğal hareketler
otomatik ortaya çıkıyor.

Çünkü Jim'in merkezi sinir sistemi
propriyoseptif sinyalleri alıyor,

sentetik bacağı doğal bir şekilde
nasıl kontrol edeceğini tam biliyor.

Jim, sentetik bacak onun parçasıymış gibi
hareket ediyor ve işlerini görüyor.

Örneğin bir gün laboratuvarda,

yanlışlıkla izolasyon
bantlarının üzerine bastı.

Ayakkabınıza bir şey
takıldığında ne yaparsınız?

Bu şekilde eğilmezsiniz;
biraz tuhaf kaçar.

Ayağınızı sallarsınız,

bacağa sinirsel yolla bağlandıktan
birkaç saat sonra

Jim de aynen böyle yaptı.

En çok dikkatimi çeken şey,

Jim'in deneyimini bize anlatması oldu.

''Robot, benim bir parçam oldu.'' dedi.

Jim Ewing: Robota bağlandıktan
sonraki ilk sabah

kızım yanıma geldi ve siborg olmanın
nasıl bir duygu olduğunu sordu,

siborg gibi hissetmediğimi söyledim.

Bacağım yerindeymiş gibi hissediyordum

ve sanki ben robota bağlı değilim de

robot bana bağlı gibi

ve robot benim bir parçam oldu.

Robot hızlı bir şekilde bacağım oldu.

Hugh Herr: Teşekkürler.

(Alkışlar)

Jim'in sinir sistemini iki yönlü olarak

sentetik bacağa bağlarken

nörolojik kapsama başarıya ulaştı.

Jim artık sentetik bacağını düşünebiliyor
ve hareket ettirebiliyor

ve bu hareketleri sinir sisteminde
hissedebiliyor diye

protezin ayrı bir araç olmadığı,

Jim'in vücudunun entegre bir parçası
olduğu hipotezine vardım.

Bu nörolojik kapsama sayesinde
Jim siborg gibi hissetmiyordu.

Bacağı yerine gelmiş gibi hissediyordu,

vücuduna yeniden kavuşmuş gibi.

Bana sık sık soruluyor;

sinirsel yolla sentetik uzuvlarıma
ne zaman iki yönlü bağlanacağım?

Ne zaman siborg olacağım?

Aslına bakarsanız ben siborg
olma konusunda emin değilim.

Çünkü bacaklarım ampüte edilmeden önce
korkunç bir öğrenciydim.

Sürekli kötü notlar alıyordum.

Sonra bacaklarım ampüte edildi,

birden MIT akademisyeni oldum.

(Kahkahalar)

(Alkışlar)

Korkarım sinirsel olarak bacaklarıma
yeniden bağlanınca

beynim o çok da çalışkan olmayan
hâline geri dönecek.

(Kahkahalar)

Aslında sorun olmaz,
çünkü MIT'de kadroluyum zaten.

(Kahkahalar)

(Alkışlar)

Ben öyle düşünüyorum ki
Nöro Kapsamlı Tasarım

uzuvların yerine geçmekle kalmayacak,

bizi insanoğlunun potansiyelini
yeniden tanımlayacak

yepyeni bir yere taşıyacak.

21. yüzyılda,

tasarımcılar sinir sisteminin kapsamını

zihnimizle kontrol edip hissedebileceğimiz
çok güçlü dış iskeletlere taşıyacaklar.

Vücut kasları, güçlü motor kontrolü için

yeniden yapılandırılabilir

ve dış iskelet hareketleri
hissedilebilir, algılanabilir,

bu da insan gücünü, zıplama yüksekliğini,
koşma hızını çok yukarı taşır.

21. yüzyılda insanların süper kahramanlara
dönüşeceğine inanıyorum.

Buna ek olarak insanlar,

vücutlarına kanat gibi
antropomorfik olmayan yapılar ekleyebilir,

kanat hareketini sinir sisteminde
hissedip kontrol edebilirler.

Leonardo da Vinci şöyle demişti,
''Bir kez uçma hissini tattığınızda

toprakta her zaman gözleriniz
yukarı bakarak yürürsünüz,

çünkü bir kez yukarı çıktınız
ve hep oraya dönmek isteyeceksiniz.''

Bu yüzyılın sonlarına doğru,

insanlar morfolojik ve dinamik açıdan

bugüne kıyasla tanınamaz hâle gelecekler.

İnsanoğlu yükselecek.

Jim Ewing yüksekten düştü
ve ciddi şekilde yaralandı

ama gözleri yüksekteydi,
dönmek istediği yerde.

Kazadan sonra yalnızca
yeniden yürümeyi değil,

seçtiği spor dalı olan dağcılığa da
geri dönmeyi hayal etti.

MIT'de Siborg Ekibi, bu dikey dünya için
Jim'e özel bir bacak geliştirdi,

tam pozisyon ve hareket hissi sağlayan
beyinle kontrol edilen bir bacak.

Bu teknolojiyi kullanarak
Jim, Cayman Adaları'na geri döndü,

kazanın olduğu yere,

siborg olarak yukarı doğru
tekrar tırmanmaya başladı.

(Dalga sesleri)

(Alkışlar)

Teşekkürler.

(Alkışlar)

Hanımlar ve beyler, Jim Ewing,
ilk siborg dağ tırmanışçısı.

(Alkışlar)