HESAPLAMALI BİLİŞSEL MODELLEMENİN DİSİPLİNLERLARARASI ANALİZİ: NEOCORTEX’İN EVRİMİ BAĞLAMINDA YENİ MODELLEME ÖNERİMİ

Abstract

İnsan beyni binlerce yıldır evrimin en büyük sıçramasını gerçekleştiren bir ortam haline gelmiştir. Özellikle üst bilişsel fonksiyonların belirginleştiği beynin neocortex bölümü evrimini gerçekleştirdiği süreç boyunca bilişsel işlevleri yerine getirmede ileri derecede iç içe ekonomik yöntemler geliştirmiştir. Bu katmansal ve karmaşık düzen tıpkı yapay zekanın temelinin atıldığı ilk yıllara nazaran bize daha kavramsal ve anlamlı bir bilgi yığınını çözümleme esnekliğini sunmaktadır. Sadece basit bir nöron modeli etrafında oluşturulmuş yapay zeka ağırlık hesaplama yöntem ve teorileri, ileri seviyede bir sistem oluşturmanın önüne geçmekte ve yenilikçi bir anlayıştan uzak, yüzeysel temelde bir literatür oluşturmaktadır. Evrim sırasında neocortex’in genişlemesi ve türe özel olarak hazırlanması, insanın zihinsel yeteneklerinin sırrını tutar. Bununla birlikte farklı evrimsel ilerlemeleri üreten genetik köken ve sinirsel mekanizmalar bize devamlı ve gelişen bir sistem için ilham kaynağıdır. Bu çalışmada hesaplamalı bilişsel modellemenin teorik ve metodolojik statüsüyle ilişkili olarak, kendi öz disiplininde ve onlarla ilişkili pek çok ayrı disiplinde analizler yaparak süreç potansiyeli değerlendirilmiştir. Bu değerlendirmeler doğrultusunda beynin neocortex bölümünün kendi evrimi etrafında yeni bir hesaplamalı modelleme uygulaması oluşturulmuştur. Burada temel hücre modellemesi için Izhikevich sinir hücre modellemesi kullanılmıştır. Neocortex’in hesaplamalı modellemesi çok formlu ve çok katmanlı bir model etrafında oluşturulmuştur. Her katman modellenirken o katmanda baskın olan bölgelerin dinamikleri esas alınmıştır. Önerilen modellemede Izhikevich sinir hücresi modelini temel almamız sonuç olarak doğrusal olmayan dinamik bir model yaratmamızı sağlamaktadır. Bu sayede neocortex’in yapı, hiyerarşi ve bilgi işleme süreçlerini doğası gereği bu şekilde dinamize edilmesi amaçlanmıştır. Tez çalışmasında neocortex nöral katmanların davranışları yorumlanarak ve ilgili analizler de yapılarak ateşleme-zaman grafikleri, ateşleme frekansı ve ateşleme oranı belirlenerek bir simülasyon etrafında benzetim sonuçları sunulmuştur. Sonuç olarak önerdiğimiz modelde bir sinir hücresinin ateşlenmesi ve neocortex’teki sinirsel yapılanmasına uygun bir model oluşturulmuştur. Benzetim sonuçlarında kimyasal olayların hesaplamalı modele olan uygunluğu baz alınarak analiz yapılmıştır. Yapılan analizlerde önerilen modelin neocortex içerisinde yalnızca bir sürecin modellenmesi amaçlanmıştır. Bunun nedeni Izhikevich sinir hücresi modelinin yalnızca tek bir durum sürecine olan uygunluğundan kısmi bir davranış sergileyebildiğinin değerlendirmesi yapılmıştır. Çoklu model ve süreçler için daha xiv

fazla veri ve daha fazla matematiksel teori ve öngörünün olması gerektiği saptanmıştır.