Asit – Baz – pH Kavramları

Geçmişten günümüze pek çok asit ve baz tanımı yapılmıştır. Asitlerinin tadının ekşi, bazların acı olmasından ya da asitlerin turnusol kağıdını kırmızıya, bazların maviye boyamasından ötürü onları nitel olarak ayırabiliriz. Fakat kimyasal ve tehlikeli özelliklerinden ötürü her maddeyi tadamayacağımız, bu maddelerin asit veya baz olduğunu bilsek bile ne derece asitlik veya bazlık özelliği gösterdiklerini anlayabilmemiz için daha kapsamlı ve analitik asit-baz tanımlarına ihtiyaç duyuyoruz. Bunlar Arrhenius, Brönsted-Lowry  ve Lewis tanımlarıdır.

Arrhenius Tanımı

Bu tanıma göre ayrıştığında hidrojen iyonu (H+) veren maddeler asit, hidroksil iyonu (OH-) veren maddeler bazdır. Bu tanım hala kullanılmasına karşın yeterli bir kavram değildir çünkü buna göre asidik bir maddenin yapısında hidrojen, bazik bir maddenin yapısında ise hidroksil olmalıdır. Fakat yapısında OH- olmadığı halde bazik özellik gösteren maddeler vardır. Buna en önemli örnek NH3’tür. OH iyonu içermemesine rağmen bazik bir bileşiktir. Bu sebeple bu tanım doğru olmasına rağmen bazı bileşikleri kapsayamaz.

Brönsted-Lowry Tanımı

Bu tanıma göre proton veren maddeler asit, alabilenler bazdır. Burada protondan kastımız (H+) iyonudur. H+ iyonu çekirdeğinde sadece proton bulundurduğundan proton olarak anılır. Bu tanımı sulu ortamda gerçekleşen bir tepkime üzerinden daha rahat anlatabiliriz.

Asit1 + H2O > Baz1 + H3O+

Bu tepkimeye göre asit proton vererek kendisinin bazına dönüşür.  Buna kimyada konjuge yani eşlenik asit-baz kavramı denir. Her asidin konjuge bazı, her bazın da konjuge bazı vardır. Örnek verecek olursak:

CH3COOH  + NH3 > CH3COO- + NH4+

Burada asetik asit, bir protonunu vererek kendi türünün konjuge bazını oluşturur. NH3 bazik karakterdedir. O da proton alarak konjuge asidini oluşturur.

İlk tepkimemize bakarsak ortamdaki suyun asidik madde yanında ortamda baz gibi davrandığını görürüz. Burada bilmemiz gereken: Suyun amfoter özellikte olmasıdır. Yani ortamdaki türe göre asidik veya bazik özellik gösterebilme yeteneğidir. Bunlara aynı zamanda amfiprotik maddeler de denir.

Arrhenius tanımı bu amfoter maddeleri açıklamada yetersiz kalırken, Brönsted-Lowry tanımı bu maddeleri açıklayabilir.

Lewis Tanımı

Bu tanıma göreyse bir çift serbest elektronu bulunan ve bunu verebilen maddelere baz, bu serbest elektron çiftlerini alabilen molekül ya da iyonlara ise asit denir. Örneğin:

NH3 + H+ > NH4+

Bu tepkimeye göre NH3 bir çift serbest elektron içerir. Bu elektronlarını H+’a vererek NH4+ oluşturur. NH3 serbest elektron çiftini verdiği için baz, H+ ise bu elektronları aldığı için asittir.

Lewis tanımı daha çok organik kimya alanında geçerli bir tanımken, ilk iki tanım analitik kimyada kullanılan tanımlardır.

pH

pH kavramı ise bir maddenin asitlik veya bazlığının ölçüsüdür. Açılımı “power of hydrogen” olan pH, bir çözeltideki proton (H+) etkinliğinin eksi logaritmasıdır.

pH=-log[H+]

pH skalası pH 0 ile pH 14 arasındadır ve bir maddenin asit ve bazlığının derecesini bize açıkça gösterir. Eğer pH<7 ise maddemiz asidik, pH>7 ise madde bazik, pH 7 ise madde nötraldir. Bu nötral maddeye örnek olarak saf suyu verebiliriz. Skalada 0’a doğru gidildikçe maddenin daha asidik, 14’e doğru gidildikçe daha bazik olduğunu görürüz.

 

 

PhDuzenlenmis2

Yazar: Devrim Yağmur Durur(Kozmik Anafor)

Kaynak:
1. Genel Kimya 2 İlkeler ve Modern Uygulamalar – Petrucci, Herring, Madura, Bissonnette
2. Analitik Kimya – Hüseyin Tural

Araştırmacılar Bilim İnsanlarının Verileri Nasıl Çarpıttıklarını Ortaya Çıkardı

Bilimsel yayınlara ne kadar güvenebiliriz? Bilim sahteciliği nasıl saptanabilir ? Kötü bir elle blöf yaparken, en iyi poker oyuncularının bile onları ele veren bir açığı vardır. Hileye başvuran bilim insanlarının da benzer,  ancak çok daha zor ayırt edilen açıkları vardır. Stanford’dan iki araştırmacı, tahrif (sahtecilik yapılmış) edilmiş  verileri aktarmaya çalışan bilim insanlarının yazı şablonlarını çözdü.

Journal of Language and Social Psychology’de yayınlanan çalışma, en sonunda bilim insanlarının yayınlanmalarından önce tahrif edilmiş araştırmaları saptamalarına yardımcı olacak.

Sahtecilik yapanların bunu yapma yollarını anlamaya dair makul sayıda araştırma bulunmaktadır. Araştırmalar, sahtecilik yapanların genellikle olumsuz duygu ifadeleriyle görüş bildirmeye ve daha az birinci tekil kişi zamiri kullanmaya eğilimli olduklarını gösterdi. Sahte malî raporlar tipik olarak daha üst düzeyde dilsel bir kapalılık gösterir. Daha net açıklamak gerekirse dikkati doğru verilerden başka yere çekmek ve yanlış verileri gizlemek amaçlanmıştır.

Akademik çevrelerde de benzer bir paternin(şablonun) olup olmadığını görmek için, Stanford’da iletişim bölümü öğretim üyesi Jeff Hancock ve yüksek lisans öğrencisi David Markowitz, yaşam bilimleri dergileri alanındaki bir veri tabanı olan PubMed arşivlerinde 1973 ve 2013 yılları arasında geri çekilen makaleleri incelediler. Öncelikli olarak biyomedikal alanındaki dergilerden, belgelenmiş sahtecilik yüzünden geri çekilmiş 253 adet makale saptadılar ve bu makalelerdeki yazıları aynı yayım tarihli, aynı dergilerdeki aynı konuları kapsayan geri çekilmemiş makalelerdeki yazılarla karşılaştırdılar.

Daha sonra uydurma sonuçlarını gizlemeye çalışan yazarların sahtecilik düzeylerini derecelendiren  özelleştirilmiş bir “kapalılık indeksi” kullanarak her makalenin sahte veri düzeyini derecelendirdiler. Bu derecelendirmelere sıradan ifadelerin, soyut dil kullanımının, mesleki terimlerin, olumlu duygu ifadelerinin ve ölçümlendirilmiş okuma kolaylığının değerlendirme sonuçlarıyla varıldı.

Makalenin başyazarı Markowitz “Kapalılığın ardında yatan fikrin gerçeği bulandırmak olduğunu düşünüyoruz”, diye ifade etti.  “Verileri çarpıtan bilim insanları yetkilerini kötüye kullandıklarının farkındalar ve yakalanmak istemiyorlar. Bu yüzden yakayı kurtarmak için bir strateji de makalenin bazı kısımlarını belirsiz hale getirmek olabilir. Düzmece olanla gerçek bilimi ayırt etmekte dilin pek çok değişkenden biri olabileceğini savunuyoruz.”

Sonuçlar, sahtecilik yüzünden geri çekilmiş makalelerin kapalılık indeksinde başka sebeplerle geri çekilmiş makalelere göre belirgin şekilde daha yüksek bir değer kaydettiğini gösteriyor. Örneğin sahtecilik yapılmış makaleler geri çekilmemiş makalelere göre yüzde bir buçuk daha fazla meslekî terim içeriyor.

Markovitz “Geri çekilmemiş makalelerle karşılaştırıldığında bilim sahteciliği yapılmış makalelerde sayfa başına aşağı yukarı 60’tan fazla meslekî terim benzeri kelime düşüyor,” dedi. “Bu azımsanmayacak bir miktar.”

Araştırmacılar, bilim insanlarının veri sahteciliğini çeşitli sebeplerle yapabileceklerini söylüyorlar. Önceki bir araştırma araştırmacıların bulgularını manipüle etmesine ya da tümüyle düzmece çalışmalarını kullanmalarına sebep olan “yayınla ya da yok ol” anlayışına dikkat çekiyor. Ancak, araştırmacıların yazıda bulduğu farklılaşma, ne var ki yazarın, dilin manipülasyonu yoluyla sahteciliğini gizleme amaçlarıyla doğrudan ilintilidir. Örneğin, akademik sahtekârlık yapan bir yazar makalenin sorgulanmasına sebep olacağı korkusuyla, araştırma sonuçları için gelebilecek övgülere engel olmak için daha az olumlu duygu ifadeleri kullanabilir.

Gelecekte, bu çalışma üzerine oluşturulmuş bir bilgisayar sistemi gönderilen bir makaleye dikkati yöneltebilir, bu sayede de editörler makale yayınlanmadan önce dergideki dilin kapalılık seviyesine bağlı olarak daha hassas bir eleştiri getirebilirler. Ancak, yazarlar, yanlış pozitif oranı dikkate alındığında bu yaklaşımın şu anda makul olmadığı konusunda uyarıda bulunuyorlar. Hancock, “Bilim sahteciliği akademide artmakta olan bir endişe, otomatik araçlar da sahteciliği saptamakta faydalı olabilir,” diye belirtti. “ Fakat, bu tür bir yaklaşımı ele almadan önce daha çok araştırmaya ihtiyaç duyulmaktadır.  Açıkçası iyileştirilmesi gereken yüksek bir hata oranı var. Ayrıca bilim güvene dayalıdır ve yayın sürecinde “sahteciliği saptama” diye bir aracın kullanılmaya başlanması bu güveni yıkabilir.”

Kaynak : GerçekBilim, Phys

Cinsel Fantezilerin Bilimi: Hangileri En Popüler?

Cinsel fanteziler: herkesin öyle veya böyle sahip olduğu şeylerdir. Ancak nedense cinsel fantezilere sahip olanlar, kendi fantezilerinin azınlıkta olduğunu ve kendilerine has olduğunu zannederler. Nihayet bilim insanları, hangi cinsel fantezilerin en yaygın olduğunu tespit etmek için Kanada’daki 799’u erkek 717’si dişi olmak üzere toplamda 1516 kişi üzerinde bir araştırma yaparak cinsel fantezileri kategorize ettiler. Bulgular ilginçti: “nadir” olduğu düşünülen birçok fantezinin, hiç de nadir bulunmadığı; tam tersine oldukça yaygın olduğu keşfedildi. Buna rağmen sadece birkaç fantezi, “aşırı yaygın” olduğu için “tipik” olarak nitelendirildi.

Araştırmacıların böyle bir araştıma yapma nedeni, bilimde “sapkınlık” olarak tanımlanan, bir davranışın “normal” olarak kabul edilen standardından ayrılma miktarını hesaplamaktır. Örneğin cinsel fanteziler, “normal” şekilde yapılabilecek bir seksten sapmış haldedir. Her ne kadar tarafsız olarak tanımlanması çok güç olsa da bu sözcük, “iğrençlik” ile karıştırılmamalıdır. Fantezilerin tekil bireyler için “iğrenç” olması, gerçekten iğrenç oldukları anlamına gelmemektedir. İşte araştırma da tam olarak bunu hedeflemektedir: hangi fanteziler öylesine yaygındır ki, aslında “normal” kabul edebileceğimiz düzeydedir? Hangileri çok nadirdir ve bu nedenle kelimenin halk arasında anlaşılan anlamıyla “sapkın” olarak nitelendirilmektedir?
Journal of Sexual Medicine dergisinde 30 Ekim 2014’te yayımlanan bu araştırmada, tüm bunları analiz etmek için, hem nitel, hem de nicel yöntemler kullanılmıştır. Görülme sıklığı %2.3’ten az olan fanteziler “nadir”, %2.3-15.9 arası olanlar “sıradışı”, %50’den sık olanlar “yaygın”, %84.1’den fazla olanlar ise “tipik” olarak kategorize edilmiştir. Ayrıca her bir fantezi için bir “yoğunluk” skalası belirlenmiştir ve en yaygın fantezi 7897, en nadir fantezi 128 puan almıştır. Sıralama, buna göre yapılmıştır; ancak bu zaten iki cinsiyete göre yaklaşık olarak ortalama değeri yansıtmaktadır. Daha kapsamlı bir analiz yapılabilmesi için ucu açık sorulardan oluşan standart bir test olan “Wilson’ın Seks Fantezisi Anketi” de, kullanılmıştır.
Araştırma sonuçlarına göre, araştırılan 55 farklı fanteziden sadece 2 fantezinin dişiler ve erkekler arasında “nadir” olduğu ortaya çıkarılmıştır. 30 tanesi en az 1 cinsiyet için “yaygın”, sadece 5 tanesi en az 1 cinsiyet için “tipik” olarak tanımlanmıştır. Seks sırasında “baskınlık” ve “teslimiyet” kavramları hem yaygın olarak tespit edilmiş, hem de birbirleriyle doğrudan ilişkili olduğu anlaşılmıştır. Ayrıca araştırma sonuçlarına göre, tek bir tarafın diğerine teslim olması, cinsel fanteziyi belirleyen çok önemli bir unsur olduğu gösterilmiştir.
Şimdi öncelikle, araştırma sonuçlarına göre erkekler ve dişiler arasındaki en yaygın ve en nadir 10 fanteziye bakalım. Ondan sonra tüm listeyi kategorize eden bir tablo sunacağız.
Erkekler Arasında En Yaygın 10 Fantezi
1. Cinsel ilişki sırasında romantik duygular hissetmek (%88.3)
2. Oral seks (erkeğe veya dişiye) yapmak (%87.6)
3. 2 dişiyle birden seks yapmak (%84.5)
4. Eşim olmayan biriyle seks yapmak (%83.4)
5. Sıradışı bir ortamda (ofis, umumi tuvalet) seks yapmak (%82.3)
6. Birbiriyle seks yapan 2 dişiyi izlemek (%82.1)
7. Cinsel fantezilerde atmosferin ve ortamın rol oynaması (%81.2)
8. Seks partnerimin üzerine boşalmak (sadece erkekler için) (%80.4)
9. Romantik bir ortamda (ıssız bir sahil gibi) seks yapmak (%78.4)
10. Bir dişiye oral seks (cunnilingus) yapmak (%78.1)
Dişiler Arasında En Yaygın 10 Fantezi
1. Cinsel ilişki sırasında romantik duygular hissetmek (%92.2)
2. Cinsel fantezilerde atmosferin ve ortamın rol oynaması (%86.4)
3. Romantik bir ortamda (ıssız bir sahil gibi) seks yapmak (%84.9)
4. Sıradışı bir ortamda (ofis, umumi tuvalet) seks yapmak (%81.7)
5. Oral seks (erkeğe veya dişiye) yapmak (%78.5)
6. Bir erkeğe oral seks (fellatio) yapmak (%72.1)
7. Seks yaptığım kişinin bana masturbasyon yapması (%71.4)
8. Seks yaptığım kişiye masturbasyon yapmak (%68.1)
9. Eşim olmayan biriyle seks yapmak (%66.3)
10. Seks yaptığım kişinin beni seks sırasında domine etmesi (%64.6)
Erkekler Arasında En Nadir 10 Fantezi
1. 12 yaşından küçük bir çocukla seks yapmak (%1.8)
2. Bir hayvanla seks yapmak (%2.2)
3. Cinsel partnerimin üzerine işemek (%8.9)
4. Cinsel partnerimin üzerime işemesi (%10.0)
5. Karşı cinsle ilişkilendirilen kıyafetler giymek (%10.0)
6. Hepsi erkek olan 3’ten fazla insanla seks yapmak (%13.1)
7. Erkek ve dişilerden oluşan, 3’ten fazla kişiyle seks yapmak (%15.8)
8. İki erkeğin birbirleriyle seks yapmasını izlemek (%16.2)
9. Eşcinsel ilişkiye girmek (%20.6)
10. Birini sekse zorlamak (cinsel tecavüz etmek) (%22.0)
Dişiler Arasında En Nadir 10 Fantezi
1. 12 yaşından küçük bir çocukla seks yapmak (%0.8)
2. Bir hayvanla seks yapmak (%3.0)
3. Cinsel partnerimin üzerine işemek (%3.5)
4. Cinsel partnerimin üzerime işemesi (%3.5)
5. Karşı cinsle ilişkilendirilen kıyafetler giymek (%6.9)
6. Birini sekse zorlamak (cinsel tecavüz etmek) (%10.8)
7. Sarhoş, uykuya dalmış ya da bilinçsiz birine cinsel istismar yapmak (%10.8)
8. Çok küçük memeleri olan bir dişiyle seks yapmak (%10.8)
9. Fahişe ya da striptizciyle seks yapmak (%12.5)
10. Tanıdığım cinsel partnerlerle eş değiştirmek (%17.5)
55 Fantezinin Tam Listesi ve Türkçe Sıralaması
Aşağıda, araştırmada incelenen 55 farklı fantezinin bulunma yoğunluklarına göre Türkçe bir listesini bulacaksınız. Bunlardan 7000’den yüksek puan alanlar “tipik”, 7000-3000 arasında puan alanlar “yaygın”, 3000-300 arasında puan alanlar “yarı-yaygın”, 300’den düşük olanlarsa “nadir” olarak kategorize edilmiştir. Bu aralıklar, istatistiki olarak belirlenmiştir.
Tipik Fanteziler
1. Cinsel ilişki sırasında romantik duygular hissetmek
2. Oral seks (erkeğe veya dişiye) yapmak
3. Sıradışı bir ortamda (ofis, umumi tuvalet) seks yapmak
4. Cinsel fantezilerde atmosferin ve ortamın rol oynaması
5. Romantik bir ortamda (ıssız bir sahil gibi) seks yapmak
Yaygın Fanteziler
6. Eşim olmayan biriyle seks yapmak
7. Seks yaptığım kişiye masturbasyon yapmak
8. Seks yaptığım kişinin bana masturbasyon yapması
9. 2 dişiyle birden seks yapmak
10. Birbiriyle seks yapan 2 dişiyi izlemek
11. Tanımadığım biriyle seks yapmak
12. Halka açık bir yerde seks yapmak
13. Seks yaptığım kişinin beni seks sırasında domine etmesi
14. Bir dişiye oral seks (cunnilingus) yapmak
15. Bir yıldızla veya tanınan biriyle seks yapmak
16. Bir erkeğe oral seks (fellatio) yapmak
17. Birini cinsel olarak domine etmek
18. Tanımadığım birinin bana masturbasyon yapması
19. Cinsel zevk için biri tarafından iple bağlanmak
20. Tanıdığım birine masturbasyon yapmak
21. Tanımadığım birinin bana masturbasyon yapması
22. Anal seks yapmak
23. Hepsi dişi olan 3’ten fazla kişiyle seks yapmak
24. Tanımadığım birine masturbasyon yapmak
25. Cinsel zevk almak için birini iple bağlamak
26. Soyunan birini o fark etmezken izlemek
27. Farklı ten rengine sahip biriyle seks yapmak
28. Büyük memelere sahip bir kadınla seks yapmak
29. Seks partnerimin üzerine boşalmak (sadece erkekler için)
30. Benden çok yaşlı biriyle seks yapmak
31. Erkek ve dişilerden oluşan, 3’ten fazla kişiyle seks yapmak
32. 2 erkekle birden seks yapmak
33. Cinsel birleşme sırasında fotoğraf ve film çekmek
34. Cinsel eşimin üzerime boşalması
35. Benden yaşça çok küçük olan ama yasal olarak uygun biriyle seks yapmak
Yarı-Yaygın Fanteziler
36. Halka açık bir yerde (metro gibi) tamamen yabancı birine sürtünmek
37. Tanımadığım cinsel partnerlerle eş değiştirmek
38. Cinsel zevk almak için birine şaplak atmak veya kırbaçlamak
39. Cinsel zevk almak için birinin bana şaplak atması veya kırbaçlaması
40. Eşcinsel ilişkiye girmek
41. Çok küçük memeleri olan bir dişiyle seks yapmak
42. Tanıdığım cinsel partnerlerle eş değiştirmek
43. Seks yapmaya zorlanmak (cinsel tecavüze uğramak)
44. Cinsel olmayan bir nesneyle ya da fetişle seks yapmak
45. Fahişe ya da striptizciyle seks yapmak
46. Hepsi erkek olan 3’ten fazla insanla seks yapmak
47. Halka açık alanda kendimi yarı veya tamamen çıplak olarak göstermek
48. İki erkeğin birbirleriyle seks yapmasını izlemek
49. Sarhoş, uykuya dalmış ya da bilinçsiz birine cinsel istismar yapmak
50. Birini sekse zorlamak (cinsel tecavüz etmek)
51. Karşı cinsle ilişkilendirilen kıyafetler giymek
52. Cinsel partnerimin üzerime işemesi
53. Cinsel partnerimin üzerine işemek
Nadir Fanteziler
54. Bir hayvanla seks yapmak
55. 12 yaşından küçük bir çocukla seks yapmak
 
Teşekkür: BE (Evrim Ağacı)
 
Kaynaklar ve İleri Okuma:

Ahlakın Temelleri Kuramı: Özgürlük ve Adalet Arasında…

Yeni kültürel savaş ekonomik konular üzerinden sürmektedir ve bu savaşta kendi adalet anlayışının daha iyi olduğuna ikna eden taraf üstünlük sağlayacaktır.
1943 yılında, Müttefik kuvvetler Kuzey Afrika mücadelesinde çetin bir zafer elde etmişler, Sicilya’yı ele geçirmişler ve savaşa İtalyan yarımadasına doğru ilerleyerek devam etmişlerdir. El-Alamein, Salerno ve Anzio gibi yerlerde kazandıkları zaferler Amerika’ya, Müttefiklerin Avrupa’ya eninde sonunda hakim olacaklarına dair bir güven vermiştir. Bu güven Amerikan halkının dikkatini Pasifik Bölgesi’ne yöneltmiştir. National Geographic gibi popüler dergiler Pasifik ile ilgili daha fazla makale ve harita yayınlamaya başlamıştır çünkü Amerikalılar birden bire Saipan ve Leyte Körfezleri ile ilgili daha fazla şey bilmek istemişlerdir.
Benzer durum şu anda, Amerika’da uzun süredir devam eden kültürel savaşta, sol görüşlüler için yaşanıyor. 1980’lerden Çay Partisi hareketinin (Tea Party)1 doğuşuna kadar, eylemlerin çoğu, dindar sağ ve seküler solun Amerikan toplumun ruhu için varoluşsal bir mücadele ortaya koydukları “Sosyal Arena”da gerçekleşiyordu. Cinsellik, uyuşturucu, din, aile yaşamı ve vatanseverlik ile ilgili tartışmalar özellikle popülerdi; ve 40 yaşın üzerindeki çoğu kişi Mapplethorpe2, şırınga değişim programı3, 2 Live Crew4 ve bayrak yakmanın ifade özgürlüğü sayılması gibi toplumda ateşli tartışmalara yol açan olayları hatırlar. 2012 seçimlerinde, eşcinsel evlilikler için yapılan referandumdaki zafer de dahil olmak üzere sol müthiş bir zafer kazanmıştır. Bu zaferler, daha genç seçmenlerin hoşgörülü tutumlarını gösteren seçim anketleriyle de birleşince, sola eninde sonunda Sosyal Arena’daki çoğu konuda kazanacaklarına dair bir güven vermiştir. Bununla birlikte, dindar sağın temel gücü daha yaşlı, beyaz ve taşrada yaşayan Protestanlardır ve bu grup göç, nüfus dağılımı ve kentsel yenilenmeyi Amerikan başkanlık seçimlerinde daha az rol oynayan konular haline getirmişlerdir.
Her iki taraf da, günümüzde güçlerini kültürel savaşın “Ekonomik Arena”sına çevirmeye isteklidirler, ki 2012’de yaşanan en önemli mücadelenin zenginler için getirilen marjinal vergi oranları olması bu değişimle ilgilidir. Bu savaşı sol, 1 Ocak’ta Temsilciler Meclisi’nin zenginler için vergi oranlarını arttırmasıyla kazanmış olsa da, savaşın geneli için kazanılan bir zafer söz konusu değildir. Vergi sistemi gibi ekonomik konular da, en az eşcinsel evlilik gibi sosyal konular kadar ahlaki yargılara dayanır, ve ne sağ ne de sol ekonomik ahlakın altında yatan ahlak temelleri (ki bunlar adalet ve özgürlüktür) üzerinde tam bir kontrol sahibi değildir. Dolayısıyla, her iki taraf da bu konuda düşmanının üstünlük sağlamasına ve kendisini silahsız bırakmasına karşı hazırlıksızdır. Oysa ki her iki taraf da ekonomik savaşın sürdüğü ahlaki zeminin yol göstericiliğinden faydalanabilirler.
Bu makalede, eşitlik ve olumlu özgürlüğü savunan Demokratlar ve orantılılık ve olumsuz özgürlüğü savunan Cumhuriyetçiler tarafından halen kontrol edilen bölgeleri gösteren bir harita önereceğim. Prosedür adaleti de, kimin ne kadar pay alacağı ile ilgilidir ve bunu her iki taraf da benimserler. Ancak, her iki partinin de bu soruya kendine özgü yanıtları vardır ve geniş kitleleri kendi yorumlarının daha iyi olduğuna ikna etmeye çalışırlar. Bu noktada galip gelen aynı zamanda bu yeni kültürel savaşta da üstünlük sağlayacaktır.
Ahlakın Altı Temeli
Sosyal psikoloji içindeki araştırmalarım, ahlaka ve ahlakın kültürler arası nasıl çeşitlilik gösterdiğine odaklanmış durumdadır. İlk araştırmalarımı, çoğu kültür ve dinin, kimseye zarar vermese bile neden bazı davranışları ahlakın içine dahil ettiklerini, örneğin neden yemek ve cinsel pratikleri (Koşer kuralları5 ya da eşcinselliğin çoğu kişi tarafından kınanması gibi) ahlaklı ya da ahlaksız olarak değerlendirdiklerini anlamak amacıyla 1990’larda Hindistan ve Brezilya’da yürüttüm. Neden çoğu kültür yemekle ilgili ya da cinsellikle ilgili kurallara cinayet ya da hırsızlıkla ilgili kurallar kadar ciddi yaklaşır ki?
İnsanların zararsız tabu ihlallerine karşı – örneğin bir ailenin araba kazasında öldükten sonra evcil köpeklerini yemeleri ya da bir kadının tuvalet temizlemek için bayrağı keserek temizlik bezi yapması- nasıl hissettiklerini anlamak için yüz yüze görüşmeler yürüttüm. Tüm durumlarda bu davranışlar, umuma kapalı olmasına ve kimsenin zarar görmemesine rağmen, çoğu kişiye yanlış geldi; bunları ya mide bulandırıcı ya da saygısızca buldular. Benim görüştüğüm kişiler arasında sadece bir grup, ki o da Amerika’daki üniversite öğrencileriydi, tamamen zarar vermeme ilkesini benimseyerek, kimseye zarar vermedikçe insanların istediklerini yapmaya hakları olduğunu söylediler. Buna karşılık, Hindistan ve Brezilya’dakiler daha geniş bir ahlak alanına sahiplerdi, bahsedilen davranışlar zararsız bile olsa bu davranışları kınamaya eğilimliydiler. Ahlaki yargılama için mide bulandırma ve saygısızlık onlar için yeterliydi.
Uluslararası farklılıkların çıkacağı zaten beklentim doğrultusundaydı. Beklemediğim şey ise, her ulusun içindeki sosyal sınıflar arasındaki farklılıklardı, ki bu farklılıklar bazen uluslararası farklılıklardan bile daha fazlaydı. Yani, Pensilvanya’daki üniversite öğrencileri Brezilya’nın Recife şehrindeki üniversite öğrencileri ile, Pensilvanya’daki kampüsün birkaç blok ötesindeki işçi ailelerinden çok daha benzerdi. Maddi olarak daha iyi durumda ve daha eğitimli olanlar için ahlak alanının daralarak minimuma inmesini sağlayan – ben sana zarar vermiyorum, sen bana zarar vermiyorsun, bunun dışında herkesin yaptığı kendine- bir takım etkenler olmalı.
Bu kültürel farklılıkları anlamlandırmak üzere 2003 yılında “Ahlakın Temelleri Kuramı” (Moral Foundation Theory) adını verdiğim bir kuram oluşturdum. Amacım, faklı ahlaki duyguları yaratan özelleşmiş “tat tomurcuklarını” tanımlamaktı. Her insanda, dilin üzerinde yer alan, beş molekül sınıfını (tatlı, ekşi, tuzlu, acımtırak ve umami) algılamak üzere özelleşmiş aynı beş tat tomurcuğu bulunur. Yine de, yemek zevkimizi sadece dilimizdeki bu tat tomurcukları belirlemez. Daha ziyade, yemek zevkimiz çoğunlukla, kendi yemek pişirme yöntemleri ile oluşturulmuş kültürümüze bağlıdır.
Benzer şekilde, ben de evrim tarafından her birimize verilen, doğuştan gelen ve her kültürün kendine özgü ahlak sistemini oluşturmak için kullandığı psikolojik sistemleri tanımlamayı amaçladım. Örneğin, karşılıklılığı kullanmayan, adalet  ve aldatma gibi kavramlara sahip olmayan hiç bir insan kültürü bulamazsınız. Adalet ahlaki tat tomurcuğu olmak için gerçekten çok iyi bir adaydır, yine de kültürler adaleti ne şekilde uyguladıklarına göre çok çeşitlilik gösterirler. Tarih öncesi Babil hukuk kitabı olan Hammurabi yasalarındaki şu alıntıya bakacak olursak: “Eğer bir müteahhit bir ev inşa eder, ancak evi gerektiği gibi yapmazsa, ve ev çöker de evin sahibinin ölümüne neden olursa, müteahhit idam ile cezalandırılmalıdır. Eğer ev çöker de ev sahibinin oğlunu öldürürse, müteahhit’in oğlu ölüme mahkum edilmelidir.” Görüldüğü gibi burada bir adalet anlayışı vardır; ancak pek de bizim adaleti uygulama şeklimize benzemez.
Pek çok antropologun (özellikle Chicago Üniversitesi’nden Richard Shweder), pek çok evrimsel biyologun ve evrimsel psikologun çalışmalarından yararlanarak, meslektaşlarım ve ben, ahlaki zihnin tat tomurcuğu olabilecek en iyi altı adayın şunlar olabileceği sonucuna vardık: İlgi göstermeye karşılık zarar verme (Care/Harm), Adalete karşılık hilekarlık (Fairness/Cheating), Özgürlüğe karşılık baskı altına alma (Liberty/Oppression), Sadakate karşılık ihanet (Loyalty/Betrayal), Otoriteye karşılık otoriteyi yıkma (Authority/Subversion) ve Kutsallığa karşılık yozlaşma (Sanctity/Degradation).
Ahlakın Temelleri Kuramı, zararlı olmayan tabu ihlallerine (köpek yemek ve bayrak yırtmak) karşı farklılaşan tepkileri açıklamamıza yardım eder. Bu tip hikayelerde her zaman sadakat, otorite ya da kutsallık, kimseye zarar vermeden, ihlal edilir. Benim araştırmamdaki eğitimli Amerikalı  katılımcıların (sonradan çoğunun liberal görüşlü olduğunu fark ettim) genellikle bu üç temeli reddeder ve tamamıyla ilk üç temel üzerine bir “mutfak” inşa ederler; yani eğer bir davranış birine zarar vermiyorsa (ilgi /zarar), birini aldatmıyorsa (adalet / hilekarlık) ya da birinin özgürlüğünü kısıtlamıyorsa (özgürlük / baskı), o halde o kişiyi o davranışı için mahkum edemezsiniz. Ancak daha geleneksel toplumlarda, ahlak alanı daha geniştir. Ahlak “mutfağı” genellikle (özgürlüğe daha az vurgu yapılmakla birlikte) tüm altı temele de dayanır ve bu toplumlarda kendi rızalarıyla eşcinsel ilişki yaşayan yetişkinlerin ya da geleneklere karşı gelen diğer davranışların, ya da otoriteyi sarsan davranışların kınanması bu açıdan anlaşılabilirdir.
Eski Kültürel Savaş
2004 başkanlık seçimlerinden sonra, eşcinsel evlilik, kürtaj, vatanseverlik ve diğer “sosyal konular”ın toplumdaki rolü arttığında, ahlak temelleri kuramını Amerikan kültür savaşına uygulamaya başladım. Birleşik Devletlerdeki sağ ve sol görüşlerin, farklı ulusların farklılaşması gibi, kendilerine ait inançlar, gerçekler ve değerler sistemi olup olmadığını bulmak istedim. Liberallerin ahlak mutfağının öncelikle (bireyleri koruyan) ilk üç temele dayalı olduğunu, buna karşın, sosyal muhafazakarların (ahlaki düzeni korumaya eğilimli) sadakat, otorite ve kutsallığı da içine alarak tüm altı temelden de yararlanan bir ahlak mutfağı önerdiklerini söylemek doğru olur muydu?
Bu sorunun cevabını bulmak için meslektaşlarım ve ben, 60’dan fazla psikolojik ölçeğin ve deneyin yer aldığı, www.YourMorals.org adresinde bir internet sitesi oluşturduk. 300.000’den daha fazla kişi bu ölçeklerden bir ya da daha fazlasını doldurdular. İnsanlar siteye kayıt olduklarında, politik yönelimlerini “çok liberal/sol” ile “çok muhafazakar/sağ” arasındaki 7’li ölçek üzerinde, ve buna ek olarak “bilmiyorum” ve “özgürlükçü” seçeneklerinde belirttiler. En temel ölçeğimiz olan “Ahlak Temelleri Ölçeği”nden elde edilen sonuçlar, temel hipotezimiz olan liberallerin öncelikle ilk üç temele, buna karşı sosyal muhafazakarların altısına da itimat ettiklerini desteklemiştir. Kendilerini özgürlükçü (libertarian) olarak tanımlayanlar, yani sosyal konularda liberal ancak ekonomik konularda muhafazakar olanlar, sadakat, otorite ve kutsallığı daha az konu edinen liberallere daha çok benzemektedir. Bununla birlikte, bu “ekonomik muhafazakarlar”, liberallerden İlgi/zarar verme temelinde çok daha az puan alarak farklılaşmışlardır (genellikle sol politik görüşlülerde görülen “herkese sempati duyan” tutumdan hoşlanmamaktadırlar).
Herkes ilk üç temele önem vermekle birlikte, liberaller İlgi temeline çok daha güçlü bir şekilde değer vermektedir. Örneğin, “Acı çeken birine merhamet göstermek en önemli erdemdir” gibi cümlelere çok güçlü bir şekilde katıldıklarını göstermişlerdir. Ancak İlgi temelindeki farklılıklar, “Yanlış bir şey yaptıklarında bile insanlar aile üyelerine karşı sadık olmalıdırlar”, “Otoriteye saygı duymak tüm çocukların öğrenmesi gereken bir şeydir”, “Zararsız bile olsa, insanlar mide bulandırıcı şeyler yapmamalı” gibi cümlelerdeki muazzam farklılıklarla kıyaslandığında küçük kalır. Bu üç madde, sırasıyla Sadakat, Otorite ve Kutsallık temellerini ölçmek için kullandığımız ölçeklerden alınmıştır. Ahlak sistemleri çoğunlukla bu temeller üzerinde olan sosyal muhafazakarların liberallerle nasıl görüş ayrılığı yaşadığını görebilirsiniz. Temel olarak liberaller, özellikle kadınlar, Afrika kökenli Amerikalılar, eşcinseller ve diğer baskı altındaki grupların geleneksel tenkitlerden kurtularak kendilerini göstermelerini ve başarılı olmalarını sağlamak için onlara toplumda daha fazla yer açacağına inandıkları şeyleri gevşetmek isterler. Muhafazakarlar ise özellikle ebeveynlere daha saygılı ve disiplinli çocuklar yetiştirmelerine ve polis ve diğer otoritelere düzeni sağlamakta yardım edeceğine inandıkları şeyleri sıkı tutmak isterler. Bu anlaşmazlıkların cinsellik, uyuşturucu kullanma, din, aile yaşamı ve vatanseverlikle ilgili konularda nasıl ardı arkası kesilmeyen savaşlara yol açtığını görebilirsiniz. Neden liberallerin bazen muhafazakarlara ırkçı, cinsiyetçi ve hoşgörüsüz dediğini; ve neden sosyal muhafazakarların da bazen liberallere ahlaksız anarşistler dediğini anlayabilirsiniz.
Ancak daha sonra Çay Partisi hareketi ortaya çıktı. Bu hareket, sosyal muhafazakarlar ile özgürlükçüler arasındaki bir ittifaktı, ki bu iki grup hem ahlaki hem de kişilik özellikleri açısından çok farklıdırlar. Ekonomik konularda,  özellikle büyük hükümet, refah devleti ve bu tür bir devlet yaratmak için gerekli yüksek vergiler karşıtlığında ortak bir amaç edindiler ve onları bölebilecek olan sosyal konuları da önemsemediler. 2009’dan sonra, kültürel savaş böylece Sosyal Arenadan yön değiştirmiş oldu, yani özgürlükçülerin de tıpkı liberaller gibi düşük puanlar aldıkları Sadakat, Otorite ve Kutsallık temellerinin geçerliliği konusundaki savaş sona erdi. Savaş, iki tarafın Adalet ve Özgürlüğün önemli olduğu konusunda aynı fikirde olduğu ama bu kelimelerin anlamları hakkında farklı fikirde oldukları, Ekonomik Arenaya kaymış oldu.
Çay Partisi Hareketi…
Bu kayma geçici mi? Bundan şüpheliyim. Eğer sosyal muhafazakarlar özgürlükçülerden ayrılır ve Cumhuriyetçi Parti Sosyal Arenada kaybettikleri zemini geri kazanmaya çalışırsa, sadece kadınları ve gençleri kendilerinden uzaklaştırarak daha fazla şey kaybedecekleri geçici bir “sözde” zafer kazanmış olurlar. 2000 yıllarının gençliği hoşgörülü, farklılıklara aşina ve ahlaki yargılarda bulunmaya isteksiz olarak yetiştirildi. Yabancı düşmanlara karşı ulusal birlik olma duygusunu aşılayan İkinci Dünya Savaşı’nı ya da Soğuk Savaş’ı hatırlamazlar. Bunun yerine, teknoloji onları dünyanın her yerinden gençlerle bir araya getirir, ki bu da onları Sadakat etrafında toplamayı güçleştirir. Hiyerarşi ve gelenekler için de çok az duygusal yakınlık hissetmeleri Otorite temeline desteklerini sağlamayı zorlaştırır. Ayrıca, eşcinselliğe karşı içen gelen bir iğrenme duyguları yoktur, mümkün olduğu kadar kapsayıcı biçimde sosyalleşirler, dolayısıyla Kutsallıktan türemiş cinsellikle ilgili iddialar onları harekete geçirmekte başarısız olur.
Ancak 2000’li yıllardaki bu nesil, iş vergilere ve sorumluluklara geldiğinde haksızlığa uğrayabileceklerini fark eder. Önceki nesillerin kendi emeklilik yıllarına yatırım yapabilmek için ağır borçların altına girdiklerinin ve tüm yükü gelecek nesillere bıraktıklarının oldukça farkındadırlar. Her iki tarafın da adalet, vergilendirme ve tüketimle ile ilgili iddialarını dikkatlice dinleme eğilimindedirler. Bu da adaletle ilgili konuşmamızı gerektirir.
Adaletin Üç Şekli
Adaletle ilgili tartışmaların sonu gelmemesinin nedeni kısmen adaletin üç farklı şekilde tanımlanmasıdır; ve bu tanımlar sağ ve solun adaletle ilgili ayrı tellerden çalmalarına yol açar. Öncelikle prosedür adaleti (procedural fairness) ile dağıtım adaleti (distributive justice) arasında ayrım yapmamız gerekir.
Prosedür adaleti, alınan kararların diğerlerinin iyi oluşlarını etkileyeceği durumlarda yansız ve açık prosedürlerin kullanılıp kullanılmadığı ile ilgilidir. Kararı veren kişi tarafsız mıdır? Oynanan oyun hileli midir? Prosedür adaleti demokrasinin sağlıklı işlemesi için çok önemlidir çünkü insanlar sisteme güvendikleri sürece kendileri için dezavantajlı olabilecek sonuçları kabul etmeye istekli olurlar. Eğer sistemin yozlaşmış olduğunu düşünüyorlarsa, halk isyanlarına katılma eğilimleri daha fazla olur. Occupy Wall Street ve Çay Partisi eylemlerine katılanların çoğu Amerika’nın kayırmacı kapitalizmden muzdarip olduğu konusunda hemfikirdirler ki bu, prosedür adaletinin doğrudan ihlalidir.
Dağıtım adaleti, bunun tersine, gelirlerin olduğu kadar giderlerin de nasıl paylaştırıldığı ile ilgilidir. Yani herkes hak ettiği payı alıyor ve üzerine düşen paylaşımda bulunuyor mu? Ancak dağıtım adaletinin iki alt türü vardır: eşitlik (equality, herkesin aynı payı alması) ve orantılılık (proportionality,  herkesin ortaya koyduğu kadar pay alması, bazen hakkaniyet -equity – de denir). Bu basit ayrım, bugün bizi en çok sinirlendiren görüş ayrılıklarını anlamamıza yardım eder. Herkes orantılılığı destekler, fakat solcular aynı zamanda eşitliği de destekler, hatta orantılılıkla çeliştiği zamanlarda bile. Sağ görüşlüler ise eşitlik ile ilgilenmezler. Muhafazakarlar, sonuç olarak çok büyük eşitsizliklere yol açacak dahi olsa orantılılığı tercih ederler.
Bunu YourMorals.org adresinde toplanan verilerde açıkça gördük. Örneğin, eşitliğe karşılık orantılılığı temsil eden “Aynı iş kategorisindeki tüm çalışanlar, performanslarından bağımsız olarak  aynı ücreti almalıdır” maddesini ele alırsak, kendilerini “çok liberal” olarak tanımlayanların %30’u bu cümleye katıldıklarını söylerken, kendilerini “çok muhafazakar” olarak tanımlayanların sadece %3’ü bu cümleye katılmışlardır. Liberallerin bu konu ile ilgili düşünmeleri gerekirken, muhafazakarlar için bu konu üzerinde düşünmeye bile değmez: Eşit katkının olmaması durumlarında eşit pay almayı dayatmak adaletin ihlalidir.
Sağ ve sol görüş arasındaki bu farklılık tüm milletlerde görülen bir çatışmadır. Örneğin, Fransa’nın sosyalist başkanı François Hollande ev ödevini yasaklamak istemiştir. Onu endişelendiren nokta, boşanmış ailelerin çocuklarının, maddi olarak da daha iyi durumda olan evli ailelerdeki çocuklara kıyasla, ev ödevlerinde ebeveynlerinden daha az yardım alabilmeleridir. Amacı, Fransız okul sistemi gibi meritokratik6 kurumlarda ortaya çıkan fırsat eşitsizliğini en aza indirmek için bazı çocukların eğitimini yavaşlatmaktı. Birleşik Devletlerdeki muhafazakar yorumcular bu girişimi, solcuların her türlü bedel ödemeye razı olarak (daha çok çalışmak isteyen çocukları cezalandırarak, ve hatta ebeveyn yardımından yoksun yoksul çocuklar bile daha fazla çalışmak isterken) eşitlik sağlamaya ahlak dışı bağlılıklarının örneği olarak görmüşlerdi.
Başkan Obama ve Mitt Romney’nin adalet ile ilgili açıklamalarında yine aynı karşıtlığı görüyoruz. 2008’de, o zamanlar aday olan Obama “Tesisatçı Joe”nun, eğer çok başarılı olursa ödediği verginin artıp artmayacağı ile ilgili sorusunu şöyle yanıtlamıştır: “İstediğim şey başarınızı cezalandırmak değil…eğer zenginliğinizi çevrenize dağıtırsanız bunun herkes için iyi olacağını düşünüyorum.” Sağ kanat, “zenginliği dağıtmak” ifadesini Obama’nın orantılı adaleti tamamıyla göz ardı ederek, eşitliği sağlamak için vergi yasalarını kullanmayı savunan bir sosyalist olduğunun kanıtı olarak değerlendirmişlerdi.
Bu tepkiden beri, Obama giderlerin eşitliği ile ilgili aleni açıklamalarda bulunmaktan kaçınmıştır. 2012’deki ulusa sesleniş konuşmasında sunduğu ve ondan sonraki zamanlarda da defalarca tekrarladığı strateji: “Herkesin hakkı olanı aldığı ve herkesin adil paylaşımda bulunduğu, ve herkesin aynı kurallara tabi olduğu bir ekonomiyi yeniden kurabiliriz” ifadesi bu anlamda ilginçtir. İkinci cümle (adil paylaşım) orantılılık anlamında adaletin, ve üçüncü cümle (aynı kurallar) prosedür adaletinin açık ifadeleridir. Ama ilk cümleyi (herkesin hakkını aldığı) nasıl yorumlamalıyız? Peki “hakkı olanı almak” tam olarak nedir? Sol ve sağın bu konuda oldukça farklı görüşleri vardır ve bu çatışan görüşler bugün hükümetin rolünün ne olması gerektiği ile ilgili tartışmanın da altında yatmaktadır.
“Hakkını almanın” muhafazakarlar için, prosedür adaletini temsil ettiğini düşünüyorum. Yani, buna göre bizler hepimiz aynı kurallara bağlıyız. Yasalar bir grubu diğerine kayırmadığı sürece, yarışın başında herkesi eşit derecede varlıklı yapmak hükümetlerin görevi değildir. Bazı çocukların yarışa zengin, bazılarınınsa yoksul olarak başlamasında bir sakınca yoktur. Hatta, yarışa yoksul başlayan çocukların çok çalışmanın verdiği güçle başarıya ulaşmaları onlar için ayrı bir gururdur. Ve bu tam olarak Mitt Romney’in Boca Raton’da yaptığı ünlü “yüzde 47” açıklamasıyla aynı bağlamdadır. Konuşmasına kendi babasının ve karısının babasının nasıl yoksul ama güçlü bir çalışma ahlakının olduğu evlerde büyüdüğünü anlatarak başlamıştır. Onlar, Amerikan rüyasını gerçekleştirmişlerdir. Ardından Çin’de çok düşük ücrete daha iyi bir hayat için çalışan fabrika işçilerinin iş ahlakını övmeye başlamıştır. Daha sonra, Florida Senatörü Marco Rubio’nun Amerika’ya çok az parayla gelen ama hiçbir zaman diğerlerine imrenmemiş ailesine, onların şu sözlerini tekrarlayarak övgüler yağdırmıştır: “Başkalarını kıskanmak yerine çok çalışır ve okula gidersen, günün birinde senin de yeteri kadar mal varlığın olabilir”. Ve bu sözlerinin hemen arkasından gelen, “herkesi kendi başlarının çaresine bakmaları gerektiğine” nasıl ikna edeceği ile ilgili soruyu. “federal gelir vergisi ödemeyen yüzde 47’yi görmezden gelerek” diye yanıtlamıştır. Yani, Romney’e göre, bu her türlü bir orantılılık meselesidir. Eğer çok çalışırsanız, başarılı olursunuz. Eğer çalışmazsanız, başarısız olmayı hak edersiniz. Eğer devlet hazinesine katkıda bulunuyorsanız, devletin sağladığı avantajlarından faydalanmayı hak edersiniz. Eğer katkıda bulunmuyorsanız, o zaman hiçbir şey hak etmezsiniz. Eşitlik, basitçe söylemek gerekirse, söz konusu değildir.
Bununla birlikte, demokratlar, “hakkını almak” konusunda çok farklı görüşe sahiplerdir. Bu sadece prosedür adaleti ile ilgili değildir, aynı zamanda dağıtım adaleti ile ilgili soruları da içerir. Bunu anlamak için adaletin yanında özgürlük kavramını da tartışmamız gerekir.
Özgürlüğün İki Çeşidi
Tüm Amerikalılar özgürlüğe değer verir. Çay Partisi eylemlerinin birincil manifestolarından biri “Bize Özgürlüğümüzü verin” idi. Wall Street’i İşgal Et (Occupy Wall Street) eylemleri de Zuccotti Parkı’nın ismini “Özgürlük Parkı” olarak değiştirmişti. İlk bakışta hem sağın hem de solun özgürlüğe eşit derecede önem verdiğini söyleyebiliriz – her iki grup da Amerikan özgürlüğüne gelen başlıca tehditlere karşı muhalif tavır alırlar. Çay Partisi eylemcileri bu tehdidin kontrolden çıkmış federal hükümet olduğunu söylerken, Wall Street’i İşgal Et eylemcileri bunun büyük şirketler ve en zengin yüzde 1’lik kesim olduğunu söyler.
Ancak, aralarındaki görüş farkı bundan çok daha derindir. Özgürlük, olumlu ve olumsuz olarak, iki farklı şekilde kavramsallaştırılır ve bu kavramlar birbiriyle rekabet içindedir. Filozof Isaiah Berlin, olumlu özgürlük ve olumsuz özgürlük terimlerini 1958’de Avrupa refah devletlerinin, hükümet ve vatandaşlar arasındaki ilişkiye dair yeni fikirler geliştirmeleri üzere öne sürmüştür. Olumsuz özgürlük, “insan davranışlarını engelleyen setlerin yokluğu” anlamına gelir. Bu geleneksel özgürlük anlayışıdır: Bu, diğer insanların müdahalesi ve baskısı olmaksızın, tek başına olabilme özgürlüğüdür. Bu özgürlük türü ihlal edildiğinde, baskı ve kısıtlamalara karşı öfke içeren bir psikolojik tepkisellik (reactance) meydana getirir. Ortaya çıkan bu tepkisellik, öncesinde yapmaya istekli olmasalar bile, insanları yapmaya zorlandıkları şeyin tam tersini yapmaya iter.
Olumlu özgürlük, buna karşılık, birinin güç ve kaynaklara, kendi yolunu seçmek ve kendi potansiyelini gerçekleştirmek için sahip olabilmesidir. Berlin, bazı felsefecilerin ve aktivistlerin de sormaya başladıkları, savaş sonrası demokrasilerdeki eğilimi özetlemişti: Eğer sana çok az seçenek sunan sosyal sistem içine sıkışıp kalacaksan, (olumsuz) özgürlüğün iyi tarafı nedir? Olumlu özgürlük yanlıları, hükümetlerin politik katılımın tam olarak sağlanmasının önündeki engelleri kaldırma ve önceden baskı altında olan grupların başarılı olmaları için adım atma zorunluluğu olduğunu iddia ederler.
Olumlu özgürlük adına belki de en etkili iddia Lyndon Johnsan tarafından 1965 tarihli Howard Üniversitesi’nde yaptığı diploma töreni konuşmasında gelmiştir. Konuşmasına, Afrikalı Amerikalılara olumsuz özgürlük veren Vatandaşlık Hakları Eylemlerini kutlayarak başlamıştır: “Amerikan toplumunda özgürlük, tamamen ve eşit bir şekilde paylaşılmak için olan bir haktır – oy vermek, iş bulmak, kamu alanlarını kullanmak ve eğitim alabilmek için.  Bu, birey olarak, ulusal yaşamımızın her bir parçasında aynı saygınlıkta muamele gördüğümüz ve herkese vaat edilen bir haktır.”
Johnson daha sonra olumlu özgürlüğe geçiş yaparak konuşmasına şöyle devam etmiştir:
Ancak özgürlük yeterli değildir. Yüzyılın bıraktığı yaraları sadece “şimdi istediğiniz yere gitmekte, istediğiniz yapmakta ve sizi memnun eden lideri seçmekte özgürsünüz” diyerek silemezsiniz. Yıllarca zincire vurduğunuz birini azat edip yarışın başlangıç çizgisine getirip, “şimdi diğerleriyle rekabet etmekte özgürsün” diyerek, tamamıyla adil davrandığınıza inanamazsınız. Fırsat kapısını sadece açmak yeterli değildir. Tüm vatandaşlarımızın bu kapılardan geçecek yeterliliğe sahip olması zorunludur. Vatandaşlık Hakları için olan mücadelede bu bir sonraki ve çok daha temel bir basamaktır. Sadece özgürlüğü değil aynı zamanda fırsatları da kazanmaya çalışıyoruz. Sadece yasal eşitliği değil yeteneklerdeki eşitliği de istiyoruz, sadece hak olarak ve teorideki eşitlik için değil, gerçek hayatta ve sonuç olarak eşitliği istiyoruz (italik yazılar yazar tarafından eklenmiştir).
Johnson’ın mantığı 1960’lardaki Afrikalı Amerikalıları düşündüğümüzde akla yatkın görünmektedir. Fakat günümüzün Afrikalı Amerikalılarına uyarlanabilir mi? Ya da Meksikalı göçmenlere? Solcular bir kere olumsuz özgürlükten olumlu özgürlüğe döndüklerinde, federal hükümetin gücünü (eşitlik anlamında) adalet ve (olumlu) özgürlük sağlamak üzere kullanma politikası Demokratlara bağlanmıştır; ki bu politikalar başka birçok kişinin adalet (orantılılık anlamında) ve (olumsuz) özgürlük anlayışını ihlal etmekteydi. Bu sol politikalar genellikle toplumda rağbet görmemişti ve Cumhuriyetçilere son derece başarılı bir şekilde yürüttükleri saldırılar için fırsat vermişti.
1970’lerden sayısız örnek verilebilir: Devlet okuluna giden öğrencilerin okul servisinde ırksal kaynaştırma uygulamasına zorlanması beyaz ailelerin olumsuz özgürlük duygularını zedelemiş ve buna karşı tepkiselliklerini tetiklemiştir. Eğitimde ve işe almada uygulanan pozitif ayrımcılık prosedür adalet anlayışına ters düşmektedir. Yüksek bütçeli iyileştirme programları çoğu kişinin orantılılığa dayalı adalet anlayışını ihlal etmiştir – bu programları, hükümetin yok yere para harcaması ve hatta erkeklerin çocuklarını terk etmelerini kolaylaştırıcı ve faturasını da vergi ödeyen vatandaşlara kesmeleri olarak görmüşlerdir. Bu politikalar beyaz işçi sınıfını uzaklaştırmış ve onları Cumhuriyetçi Parti’ye doğru itmiştir. O zamanlardan bir kitap başlığı tüm durumu yansıtıyordu: Canarsie7: Brooklyn’in Yahudileri ve İtalyanları Liberalizme Karşı (Jonathan Rieder).
Ancak, adalet ve özgürlük ile ilgili birbiriyle rekabet içindeki görüşler sadece çalkantılı dönemlerden gelen tarihsel tuhaflıklar değildir. Bunlar hayatımızın hala oldukça büyük bir parçasıdır. Yüksek Mahkemeye gitmeden önce Yargıç Sonia Sotomayor  tarafından 2008 yılında görülen tartışmalı bir dava olan New Haven itfaiyecileri vakasını ele alalım. Frank Ricci adında beyaz itfaiyeci, terfi sınavına uzun saatler harcayarak çalışmıştı. Disleksisinin8 üstesinden gelebilmek için Ricci, daha sonradan dinlemek üzere pek çok kitabı bir ses kayıt cihazına kaydetmişti. Ricci’nin yoğun çalışması sonuç vermiş ve sınavda yeterli görülmüştü. Ancak, aynı testten hiç bir siyah itfaiyeci geçemediği için New Haven itfaiye departmanı, ırksak azınlıkları koruyan federal yasalarla başının derde gireceğinden korkarak, sınav sonuçlarını iptal etmeye karar verdi. Ricci ve 17 diğer itfaiyeci dava açtılar. Yerel Mahkeme itfaiye departmanının yanında yer aldı. Temyiz Mahkemesi’ne taşınan dava da Ricci’nin aleyhinde sonuçlandı. Ancak Yüksek Mahkeme daha sonra kararı tersine çevirmiş ve Ricci’nin yanında yer almıştı.
Eğer orantılılık bağlamında bir adalet anlayışınız varsa, ilk verilen kararlar sizde öfke hissi uyandırır. Ricci gerçekten çok çalışmış, bir takım zorlukların üstesinden gelmiş ve başarmıştır. Eğer prosedür adaletine değer veriyorsanız, ilk kararlar bu açıdan da iyi görünmez: Herkes aynı hakka sahiptir, herkes aynı kurallara göre oynar, ama kurallar grup-temelli bir eşitsizlik yarattığı için sonradan değişmiştir. (Mahkeme, sınavın uygunsuz ya da ırka göre yanlı olduğuna dair bir kanıt bulamamıştır). Solcuların 21. yy.’a taşımak istedikleri olumlu özgürlük vizyonu bu mu? Eğer öyleyse, demokratlar, kültürel savaşın Ekonomik Arenasında savunmasız olacaklardır.
Yukarıdaki harita durumu  göstermektedir. Adaletin üç şekli nehrin batısındaki bölgelerde, özgürlüğün iki şekli nehrin doğusundaki bölgelerde konuşlanmıştır. Demokratlar, sosyal adalet kavramıyla ilişkili olan eşitlik ve olumlu özgülüğün savunulduğu kuzeydeki vilayetler üzerinde tartışmasız kontrol kurmuşlardır. Cumhuriyetçi güçler de güneyde kümelenmişler, orantılılık üzerine kurulu adaleti ve olumsuz özgürlüğün çoğunluğunu, ve bir kısım prosedür adaletini kontrol etmektedirler. Peki ya sınır değişirse ne olur? Ya da her iki taraf da daha fazla bölge ele geçirdiğini düşünse ne olurdu?
Yaklaşan Savaş
Cumhuriyetçilerin ana zayıflığı bellidir: prosedür adaleti. Özellikle Mitt Romney’in yürüttüğü kampanya sonrasında, çoğu Amerikalı, Cumhuriyetçi Parti’nin, hükümeti ayrıcalıklar kazanmak, vergi oranlarını düşürmek ve multimilyonerliğe gien yolda siyasi erişim sağlamak için kullanmaya çalışan zenginlerin idaresindeki bir parti olduğunu düşündü. Cumhuriyetçiler, her zaman paranın hükümetteki rolünü azaltmaya ve Wall Street’e erişimlerini kontrol altında tutmaya yönelik girişimlere karşı olmuşlardır. Demokratlar da pek çok torpilin önünü açmışlardır, ancak hiç olmazsa politikacıların prosedür adaletine uymaları konusunda gözle görünür çaba göstermişlerdir.
Bununla birlikte Cumhuriyetçiler, Demokratlara, daha ziyade onların sahiplendiği olumsuz özgürlüğün ana konularından cinsel özgürlük konusunda da meydan okumaktadırlar. Protestan sosyal muhafazakarların etkisi azalırken, özgürlükçülerin etkisi zamanla artarsa, Parti günün birinde eşcinsellik ve eşcinsel evliliklerine karşı muhalefetini de azaltabilir, ki bu onlara sadece iş hayatında değil aynı zamanda özel hayatta da tamamen özgürlükçü bir parti olduklarını iddia etme şansı verir. (Aynı şey, uyuşturucu kullanımının yasallaştırılması için de geçerlidir.)
Cumhuriyetçiler, olumlu özgürlük ile ilgilenmez gözükse de bazı girişimci gençler bu alana geçiş için hazırlık yapmaktadırlar. Örneğin, Ross Douthat ve Reihan Salam, yıllardır Cumhuriyetçi Parti’nin, aile yapısını güçlendirerek nasıl yoksul ve işçi sınıfının yükselmesine yardımcı olan bir partiye dönüştüğünü yazar. Amaç sosyal adaleti sağlamak olmasa da, hayata büyük dezavantajlarla başlayan gruplara (ailesel istikrarı düşük gruplara) yardım etmek için hükümetin kullanılması girişimidir.
Demokratlar için de yukarıdaki harika fırsatlar ve riskleri işaret eder. Demokratlar genellikle vatandaşlarına karşı aşırı korumacı ve müdahaleci devlet (“Dadı Devlet”) anlayışını sürdürürler. Bu politika halk refahı için iyidir ancak Cumhuriyetçilerin olumsuz özgürlük iddiasını güçlendirir – Uygun Bakım Yasası ve onun vatandaşları boyunduruk altına alması bu noktada en öne çıkan konudur. Demokratlar için diğer bir değişiklik, iş hayatındaki hükümet düzenlemesini katı bir kar-zarar testi uygulayarak yapma alışkanlıklarının, ki bu Obama’nın ilk dönemindeki Danışma ve Düzenleme İlişkileri Ofisi’nin (Office of Information and Regulatory Affairs) başındaki Cass Sunstein’in uygulamalarına kadar geri gider, değişmesidir. Aslında, Obama yönetimi ilk üç yılında, George W. Bush’un ilk üç yılına kıyasla daha az yeni uygulama getirmiştir. Demokratların, ezilenlerin hakları için mücadele ettikleri iddiasında olmaları küçük işadamlarının güçlü bir şekilde Cumhuriyetçileri desteklemelerini sağlamıştır. Eğer Demokratlar işadamlarının ihtiyaçlarına duyarlı olduklarını göstermeye devam ederler ve daha az ve zeki düzenlemeler yapmayı amaçlarlarsa, olumsuz özgürlük savunucularının bir kısmını geri kazanabilirler.
Amerikan Cumhuriyetçileri’ni temsil eden fil ile Demokratlar’ı temsil eden eşek kafa kafaya…
Demokratlar, kendilerine orantılılık (adaleti) zemininde de yer bulabilirler, özellikle de orantılılığın olumsuz yüzü olan dolandırıcıları ve  aylakları cezalandırma kısmında. Demokratlar, 1970’ler boyunca cezalandırma konusunda yumuşak olduklarına dair ün kazanmışlardır çünkü ırksal eşitlikle ilgili kaygıları ve suçlulara karşı merhametli tutumlarını bir kenara bıraksak bile, orantılılığı tamamen göz ardı eder gözükürler. Bill Clinton bu ilişkiyi tersine çevirmek için bir takım ilerlemeler kaydetmiş, 1990’larda suç oranlarındaki ani düşme üzerlerindeki baskıyı azaltmıştır. Ancak Demokratlar, genellikle kaçırma alışkanlığında oldukları, dolandırıcıları cezalandırma fırsatlarına hala dikkat etmelidir. Örneğin, yaptıkları haksız reformlar oldukça tartışma yaratmıştır. Çoğu kişi, orantılılık duygumuzu zedeleyen haksız davalarla ilgili hikayeler karşısında çileden çıkmıştır. Sağlık hizmeti giderlerinin temel etmenleri olsun ya da olmasın, Demokratlar bu davaların avukatlarını koruyan bir parti imajı verir, Cumhuriyetçiler ise yıllardır ahlaki öfkeye işaret eder ve değişim için çağrı yapar. Obama yönetimi 2011 yılında doğru yolda bir adım atarak, eyaletlerin tıp alanındaki yanlış uygulama prosedürlerinde revizyon yapmaları için yardım edeceğini açıklamıştır, özel sağlık mahkemelerinin kurulması da bu revizyona dahildir. Dava avukatları lobisi tarafından muhalefetle karşılanan bu mahkemeler, görevi kötüye kullanma iddialarını hızlıca çözebilecek özel eğitimli yargıçlara sahiptir, dolayısıyla zaman yönetimi açısından çok yararlıdır. Hiç bir jüri, artık şaibeli uzmanların şahitliği ile dolu uzun duruşmalardan sonra yazılı dava sonuçlarını müsrifçe dağıtmaz. Bu tarz mahkemeler hem prosedür adaletini hem de orantılılık adaletini arttırmıştır.
Demokratların ileriki yıllarda karşılaşacağı belki de en büyük zorluk, ırka dayalı pozitif ayrımcılığa ve Lyndon Johnson’ın zamanındaki gibi Afrika kökenli Amerikalıların odak grup oldukları olumlu özgürlük kavramına bağlılıklarını gözden geçirmeleri olabilir. Son 60 yıldır, özellikle 1980’lerden itibaren, Amerika’da eğitim ve iş hayatındaki sosyal sınıf farkı giderek artarken, ırksal fark gittikçe azalmaktadır. Bazı değerlendirmelere göre şu anda sosyal sınıf farkı, beyaz ve siyah ırklar arasındaki farkın iki katına ulaşmış durumda. Dolayısıyla, işe alım ve kayıt kabullerde, boşanmamış ailelerden gelen Afrika kökenli Amerikalı avukat çocuklarına, beyaz maden işçilerinin ya da bekar annelerinin çocuklarına göre pozitif ayrımcılık uygulanmasını savunmak ahlaki açıdan giderek zorlaşmaktadır. 1820’lerdeki Andrew Jackson’ın seçim sloganı günümüze daha uygun görünüyor: “Herkese eşit fırsat, hiç kimseye özel ayrıcalık”. Eğer Demokratlar, ilerleyen yıllarda ırk temelliden sosyal temelli bir adalet anlayışına dönebilirler; ve hükümet programlarının nasıl ve neden yoksullara olumlu özgürlük yaratmak için kullanılması gerektiğine dair iddialar üretebilirlerse, olumsuz özgürlük ve orantılılık adaletini ihlal etmeden Jackson’ın sloganını geri kazanabilirler. Bu, onlar için adalet ve özgürlük üzerinden yürüyen yeni kültürel savaşta dalgalandırmaları için ilham verici bir bayrak olabilir.
Yazan: Jonathan Haidt (Sosyal Psikolog, “Tüm Zamanların En Önemli Düşünürleri” arasında yer alan uzman)
Görsel: Özgürlüğü temsil eden Amerikan Özgürlük Anıtı ile adaleti temsil eden figür öpüşürken… Mirko Ilić tarafından tasarlandı…
Çeviri Notları:
1. Çay Partisi Hareketi (Tea Party): 2009 yılında temelde Başkan Obama’nın gelir vergisi düzenlemelerine karşı çıkan, ismini 1773 yılında daha sonra Amerikan Bağımsızlık mücadelesini başlatacak olan, İngiltere’ye karşı yapılan “Boston Çay Partisi” eylemlerinden alan oluşum. Her ne kadar başlangıç noktası ekonomik temelli olsa da daha sonra göçmen karşıtı, ayrımcı ve muhafazakar gövde gösterilerine dönüşmüştür.
2. Robert Mapplethorpe, 1946 – 1989 yılları arasında yaşamış ABD’li fotoğraf sanatçısı. Eserlerinde ırkçılığa, cinsiyetçiliğe ve homofobiye karşı bir duruş sergilemiş, yarattığı sansasyonel anlatımlarla özellikle sağ kesimi karşısına almış ve 1980’li yıllarda çok tartışılan bir figür haline gelmiştir.
3. Şırınga Değişim Programı (Needle Exchange Programme): 1980’lerde başlayan, uyuşturucu bağımlılarını HIV ve Hepatit gibi hastalıklardan korumak üzere ücretsiz enjeksiyon kitlerinin devlet tarafından ücretsiz olarak sağlandığı bir programdır.
4. 2 Live Crew: 1990’lı yıllarda şarkılarındaki müstehcen temalar nedeniyle tartışma yaratan ABD’li hip hop grubudur.
5. Koşer Kuralları: Yahudi inancına göre yenilmesi serbest ve yasak olan hayvansal gıdaları tanımlar.
6. Meritokrasi: Kişilerin, kendi sahip oldukları yeteneklerine ve bireysel başarılarına göre yükselmesine dayalı sistem.
7.  Canarsie: Brooklyn’de bir mahalle.
8. Disleksi: Dil kullanımı ve hafızaya dayanan bir öğrenme bozukluğudur, ancak zeka geriliği söz konusu değildir.

Vücut İçinde İlaçları Taşımak İçin: Nanorobotlar

Görseldeki şekil, 8 özel DNA molekülünün oluşturduğu nano-yapıyı gösteriyor. Bu yapı ortamın sıcaklığına göre değişebilen 4 bileşene sahip. Bu değişimler ise ya kapan (1A) ya da açıl (1B) komutunu nano-yapıya iletiyor. Araştırmacılar ortamdaki sıcaklık değişimini kontrol ederek bu yapı içinde HRP (Horseradish Peroxidase / “Yaban Turpu Peroksidaz”) enzimini hapsetmeyi başardılar. (Kredi: Sissel Juul)
Nanorobotlar, istenilen görevi yerine getirebilme özelliğine sahip olan moleküllerdir. İtalya ve ABD’den iş arkadaşları ile işbirliği içinde olan Aarhus Üniversitesi’nden araştırmacılar, DNA molekülünden oluşan, aktif biyomolekülleri içinde taşıyabilen bir nanorobot oluşturmada büyük bir adım attılar.
Zaman içinde bu nanorobotların (DNA nano-kafesi olarak da bilinir) vücut içinde ilaç taşınımı ve hasta hücreler üzerinde hedeflenen bir etkiyi göstermesi için kullanımı şüphesiz gerçekleşecektir.
Vücudun kendi doğal moleküllerini kullanan tasarım
DNA’nın kendi yapısal özelliklerini kullanarak araştırmacılar, vücudun doğal moleküllerinden oluşan 8 özel DNA molekülü tasarladılar. Bu DNA molekülleri karıştırıldığında kendiliğinden bir bütün (nano-kafes) oluşturuyorlar.
Nano-kafes, ortamdaki sıcaklık değişimine göre değişebilen 4 fonksiyonel bileşene sahip. Bu değişimler, nanokafesi ya kapatıyor (Şekil A) ya da açıyor (Şekil B). Ortamın sıcaklık değişimini kontrol ederek araştırmacılar, HRP adlı enzimi nanokafes içinde (Şekil C) hapsettiler. Araştırmalarında HRP enzimini temel almaları ise bu enzimin aktivitesinin kolay takip edilebilmesinden kaynaklanıyor.
Bu yapının çalışabilmesinin sebebi, dış kısmında bulunan açıklıkların, iç kesimde bulunan merkezi küresel oyuktan daha ufak olması. Bu yapı, dış kısımda bulunan açıklıklardan büyük, iç kesimdeki boşluktan ufak moleküllerin hapsedilmesini ve ihtiyaç duyulan bölüme taşınmasını sağlıyor.
Araştırmacılar, bu sonuçları ACS Nano dergisinde yeni yayınladılar ve burada bu nano-kafesi açabilmek için ortam sıcaklığını nasıl kontrol ettiklerini ve HRP enzimini bu yapı kapanmadan önce nasıl içerde hapsettiklerini açıkladılar.
Ayrıca araştırmacılar, HRP’nin bu nano-kafes içinde aktivitesini koruduğunu ve kafesin açıklıklarından geçebilecek kadar küçük moleküllerin içeride son ürün haline geldiklerini gösterdiler.
HRP enziminin nano-kafes içinde hapsedilmesi tersine çevrilebilir, bu yol ise HRP enziminin sıcaklık değişimi ile dışarı salınabilmesine dayanıyor. Araştırmacılar, bu DNA nano-kafeslerinin   –enzimleri ile birlikte – hücre kültürü içinde bulunan hücrelerce hücre içine alınabileceğini de gösterdiler.
Geleceğe bakacak olursak, bu nano-kafesin arkasındaki konseptin ilaçların taşınımı için kullanılacağını öngörebiliriz. İlaçların bu yol ile vücuttaki hasta hücrelere taşınması, vücut açısından daha hızlı ve daha kazançlı olacaktır.
Kaynak: Phys.org

Elektron Mikroskopları Çalışma Prensibi

1) Giriş ve Kapsam

“En küçük neyi görebiliriz?” sorusu, biyoloji, tıp ve malzeme biliminin ortak merakıdır. Çıplak göz milimetre ölçeğinde başarım gösterirken, optik mikroskoplar tipik olarak yüzlerce nanometre düzeyine kadar ayrıntı sunar. Virüsler, ribozomlar, protein kompleksleri ve kristal örgü aralıkları gibi daha küçük yapılara inmek için ışık yerine elektron demetleri, cam mercekler yerine elektromanyetik lensler kullanılır.


2) Görüntülemenin Fiziği: Dalga-Parçacık İkilemi ve Çözünürlük

Dalga–parçacık ikiliği hem fotonlar hem elektronlar için geçerlidir. Mikroskopide ayırt etme gücünü belirleyen temel nicelik dalga boyu (λ) ve sayısal açıklık (NA) olup, klasik Abbe formülasyonunda en iyi koşullarda yaklaşık d ≈ 0,61·λ/NA ile verilir.

  • Görünür ışık için λ ≈ 400–700 nm olduğundan, yüksek NA’lı objektiflerle pratik çözünürlük sınırı ~200 nm’dir.
  • Elektronların dalga boyu de Broglie ilişkisi ile belirlenir (λ = h/p); 100–300 kV hızlandırma gerilimlerinde λ birkaç pikometre (10⁻¹² m) mertebesine iner. Bu nedenle teorik olarak atomik çözünürlük mümkündür.
  • Uygulamada çözünürlüğü lens sapmaları (özellikle küresel sapma, kromatik sapma), dedektör gürültüsü, örnek kalınlığı ve demet–madde etkileşimleri belirler. Aberasyon düzelticiler (Cs-correctors) ve taramalı yaklaşımlar bu engelleri azaltır.

Önemli ayrım: “Daha küçük parçacık kullanmak” tek başına çözüm değildir; görüntüleme gücünü belirleyen, parçacığın etkin dalga boyu ve optiğin/elektron optiğinin kusurlarıdır.


3) Optik Mikroskopi: Güçlü Yönler ve Sınırlamalar

Çalışma ilkesi: Bir ışık kaynağı (veya floresans uyarımı), numuneden geçen/yansıyan fotonları objektif ve tüp mercekleriyle büyütür; görüntü ya gözle, ya kamera ile algılanır.
Tipik performans: 10–200× büyütme; ~200 nm çözünürlük.
Varyantlar: Parlak alan, faz-kontrast, DIC (Nomarski), floresans, konfokal, iki-foton, TIRF ve süper-çözünürlük yöntemleri (STED, PALM, STORM) ile ~20–50 nm düzeyine inilebilir.
Avantajlar: Canlı-hücre görüntüleme, düşük örnek hazırlama yükü, nispeten ucuz ve hızlı.
Sınırlamalar: Virüsler, protein kompleksleri ve atomik örgü gibi <100 nm yapılar için yetersiz kalır; optik kesitin kalınlığı ve fototoksisite sınırlayıcı olabilir.


4) Elektron Mikroskopisinin Doğuşu ve Temel Bileşenleri

Tarihçe: 1926’da Hans Busch, manyetik sargıların elektronları “mercek gibi” odaklayabildiğini gösterdi. 1931–1933 yıllarında Ernst Ruska ve çalışma arkadaşları, ilk geçirimli elektron mikroskoplarını (TEM) inşa ettiler; 1986’da Ruska, elektron optiğine katkıları ve ilk EM’in geliştirilmesi nedeniyle Nobel Fizik Ödülü aldı.

Bir elektron mikroskobunun omurgası:

  1. Elektron kaynağı: Termiyonik tungsten/LaB₆, ya da daha yüksek parlaklık ve koherens için alan emisyonlu (FEG) kaynaklar.
  2. Vakum sistemi: Elektronların saçılmasını azaltmak ve katotun kararlılığı için yüksek/ultra-yüksek vakum.
  3. Elektron optiği: Kondansör, objektif ve projektör lensleri; apertürler; astigmatizma düzeltimi için stigmatorlar; sapma düzelticiler.
  4. Numune sahnesi: Isıl, kriyojenik veya ısıtma/germe/akış hücreli in-situ düzenekler.
  5. Dedektörler: Sekonder/backscattered elektron dedektörleri, STEM için HAADF/BF/DF dedektörleri; kompozisyon için EDS (X-ışını spektroskopisi), enerji kayıpları için EELS.

5) Başlıca EM Türleri ve Biyomedikal Odak

5.1) TEM (Transmission Electron Microscopy)

İlke: İnce (genellikle <100 nm) bir kesitten geçen elektronların faz/genlik değişimleri objektif sistemle görüntülenir.
Kontrast:

  • Kütle-kalınlık ve atom numarası (Z) kontrastı;
  • Faz kontrastı (yüksek uzaysal frekanslar için);
  • Ağır metal boyalar (uranyum, kurşun) ile “negatif boyama”;
  • Seçilmiş alan elektron difraksiyonu (SAED) ile kristal yapı/örnek polikristalliği.
    Performans: Modern, aberrasyon-düzeltimli TEM/HRTEM’de alt-ångström (~0,05–0,08 nm) çözünürlük. STEM modunda HAADF (“Z-contrast”) atom sütunlarını vurgular.
    Biyomedikal kullanım: Virüs morfolojisi, hücresel ultrastrüktür (mitokondri kristaları, sinaptik veziküller), patoloji (glomerüler bazal membran yapısı, silya düzen bozuklukları), nanoparçacık–hücre etkileşimi.

5.2) SEM (Scanning Electron Microscopy)

İlke: İnce bir elektron probu numune yüzeyi üzerinde satır-satır taranır; yüzeyden çıkan sekonder elektronlar topografiyi, geri saçılan elektronlar ise bileşimi (yaklaşık Z-duyarlı) yansıtır.
Performans: ~1–2 nm düzeyinde çözünürlük; çok yüksek derinlik alanı ile üç boyutlu algı.
Biyomedikal kullanım: Doku/implant topografisi, bakteri biyofilm mimarisi, hücre–matris etkileşimleri, diş/doku yüzey morfolojisi. İletkensiz örnekler genellikle Au/Pd ile kaplanır (sputter).

5.3) STEM (Scanning TEM)

TEM kolonu içinde taramalı mod: prob nm-altı çaplara odaklanır; HAADF-STEM atomik Z-kontrastıyla atom sütunlarını seçebilir. 4D-STEM ve ptychography ile doz-verimliliği artar, atomik haritalama mümkün olur. EELS/EDS eş-zamanlı bileşim ve bağ durum bilgisi sağlar.

5.4) Kriyo-EM (Cryo-EM)

İlke: Sulu biyolojik örnekler vitrifiye edilir (cam benzeri buz); böylece kimyasal fiksatif ve boyasız, yakın-doğal durumda görüntülenir.

  • Tek-parçacık analizi (SPA): Çok sayıda gürültülü görüntünün hizalanıp ortalamasıyla yaklaşık 1,5–3,5 Å bant genişliğinde protein kompleks haritaları; yan zincir yerleşimleri çoğunlukla ayırt edilir.
  • Kriyo-tomografi: Hücre içi makromoleküler mimarinin 3B rekonstrüksiyonu.
    Etki: Yapısal biyolojide X-ışını kristalografisi ve NMR’ı tamamlayan bir “üçüncü sütun” oluşturur; ilaç hedeflerinin atomik modellerine giden yolu açar.

5.5) ESEM ve Düşük Vakum SEM

Nemli/iletkensiz örneklerin minimal hazırlıkla, kısmi gaz ortamında incelenmesini sağlar; canlıya yakın biyolojik yüzeylerin artefaktsız topografisi için yararlıdır.


6) Numune Hazırlama: Doğru Kontrast İçin Doğru Protokol

TEM için:

  • Kimyasal fiksasyon: Glutaraldehit (protein çapraz bağlama), osmiyum tetroksit (lipid sabitleme ve kontrast).
  • Dehidratasyon ve gömme: Artan etanol/asetonda dehidratasyon, epoksi reçine; ultramiktotomi ile 50–90 nm kesitler.
  • Ağır metal kontrast: Uranyum asetat, kurşun sitrat.
  • Özel teknikler: İmmün-altın etiketleme (protein hedefleme), dondur-kır/etch protokolleri.

SEM için:

  • Sabitlama–dehidratasyon, kritik nokta kurutma, ardından ince iletken kaplama (Au, Pt, Pd, C).
  • Kriyo-SEM ile dondurulmuş hidrasyon durumunun korunması.

Kriyo-EM için:

  • Hızlı vitrifiye (plunge freezing); buz kalınlığını kontrol etmek için grid yüzey kimyası ve blot parametreleri kritik. Düşük doz alımı ve hassas hizalama algoritmaları çözünürlük için belirleyicidir.

7) Çözünürlük, Büyütme ve Görüntü Kalitesini Etkileyen Etmenler

  • Büyütme ≠ çözünürlük. Pratik çözünürlük, demet koherensi, lens sapmaları, örnek kalınlığı ve titreşim/termal drift ile sınırlanır.
  • Aberasyon düzeltimi (Cs-correction) ve monokromatör kullanımı atomik çözünürlükte kontrastı artırır.
  • Doz–hasar dengesi: Biyolojik örneklerde radyoliz ve bağ kopmaları; düşük doz ve kriyo koşulları tercih edilir.
  • Yüzey yüklenmesi (charging): İletkensiz biyolojik örneklerde şarj birikimi görüntüyü bozar; iletken kaplama veya düşük-kV tarama kullanılır.
  • Artefaktlar: Büzüşme, ekstraksiyon, boyama çökelleri, buz kristalleri; protokol ve kalite kontrol (örnek kalınlığı, buz kalitesi) hayati önemdedir.

8) Biyomedikal ve Klinik Uygulamalar (Seçme Örnekler)

  • Viroloji ve yapısal biyoloji: Virüs kapsidleri, zar proteinleri; kriyo-EM SPA ile ilaç/hedef tasarımı.
  • Patoloji: Böbrek biyopsisinde glomerüler bazal membran düzensizlikleri; primer silyer diskinezi tanısında aksonem mikroyapıları; bazı nöro-müsküler patolojilerde inklüzyon/mitokondri anormallikleri.
  • Nanotıp: İlaç taşıyıcı nanoparçacıkların boyut, şekil, kabuk-kovan mimarisi ve hücre içi yolculuğu (endositoz–lizozom dinamikleri).
  • Diş hekimliği ve ortopedi: Emaye/dentin ultrastrüktürü, implant–kemik yüzey etkileşimi ve korozyon ürünleri.
  • Mikrobiyoloji: Biyofilm topografisi, hücre duvarı katmanları; antibiyotiklerin ultrastrüktürel etkileri.

9) Karşılaştırmalı Özet

ÖzellikOptik MikroskopiElektron Mikroskopisi (TEM/SEM/STEM)
Işın türüFotonElektron
Tipik çözünürlük~200 nm (süper-çöz.: ~20–50 nm)TEM/STEM: <0,1 nm; SEM: ~1–2 nm
Örnek durumuCanlı/ıslak mümkünÇoğunlukla vakum, kriyo ile yakın-doğal
KontrastSoğurma, faz, floresansKütle/Z kontrast, faz, difraksiyon, EELS/EDS
3B yaklaşımlarKonfokal, ışık levhasıTomografi (kriyo-ET, SBF-SEM, FIB-SEM)
Hız/MaliyetHızlı, düşük maliyetYüksek altyapı, uzmanlık gerektirir
Hasar riskiFototoksisiteRadyoliz, knock-on; düşük doz/kriyo gerekli

10) Yöntem Seçimi İçin Pratik Rehber

  • Hücre içi protein komplekslerinin atomik ayrıntısı: Kriyo-EM (SPA) veya kristalografi; esneklik ve heterojenite varsa kriyo-EM avantajlı.
  • Hücre/organellerin ultrastrüktürü: TEM (kimyasal fiksasyon veya kriyo-tomografi); büyük hacim için SBF-SEM/FIB-SEM.
  • Yüzey morfolojisi/topografya: SEM (düşük kV, yüksek derinlik alanı).
  • Bileşim/oksidasyon durumu: STEM-EDS/EELS, HAADF.
  • Hidrate/narin biyolojik yüzeyler: ESEM veya kriyo-SEM.
  • Canlı süreçler: Optik (konfokal, ışık-levhası, süper-çöz.) ve CLEM (korrelatif ışık–elektron mikroskopisi) ile bütünleştirme.

11) Sınırlamalar ve Hata Kaynakları

  • Hazırlama yanlılıkları: Kimyasal fiksatiflerin difüzyon sınırlamaları, ekstraksiyon artefaktları.
  • Vakum–hidrasyon gerilimi: Biyolojik yapılar için doğal durumdan sapma; kriyo yöntemleri bu boşluğu kapatır.
  • Doz ve ısınma: Protein ve lipidlerde bozunma; düşük doz protokolleri ve hızlı dedektörler şarttır.
  • Veri işleme: Gürültü, hizalama hataları, tercihli yönelim; gelişmiş istatistiksel/BT tabanlı (AI destekli) denoising ve doğrulama adımları gereklidir.
  • Yorumlama: Görüntü kontrastının çoklu kökeni (faz, kalınlık, Z) yanlış çıkarımlara yol açabilir; difraksiyon ve spektroskopi ile çapraz doğrulama önerilir.

12) Ufukta Ne Var?

Aberasyon düzeltimli kolonlar, monokromatörler, 4D-STEM ve ptychography ile düşük dozda atom-altı çözünürlüğe yaklaşılmaktadır. Zamansal çözünürlüklü (ultra-hızlı) TEM, femtosaniye ölçeğinde faz dönüşümlerini ve biyomoleküler titreşimleri yakalama potansiyeli taşır. Sıvı hücre TEM ve in-situ tepkime gözlemleri, canlıya yakın koşullarda dinamik süreçleri açığa çıkarmaktadır. CLEM ve otomasyon/AI temelli veri işleme, biyomedikal keşiflerin hızını artırmaktadır.


Terimler Sözlüğü (Kısa)

  • Abbe sınırı: Işığın dalga boyu ve NA ile belirlenen optik çözünürlük limiti.
  • Cs düzeltimi: Küresel sapmayı telafi eden ek optik elemanlar.
  • HAADF-STEM: Z-kontrastlı, açısal karanlık alan taramalı TEM tespiti.
  • EELS/EDS: Enerji kayıp ve X-ışını spektroskopileri; kimyasal bilgi.
  • Kriyo-EM SPA: Vitrifiye örneklerde tek-parçacık analizine dayalı 3B yeniden yapılandırma.
  • SBF-SEM/FIB-SEM: Blok yüzeyini seri kaldırarak hacimsel EM.


Keşif

Bir düşünce deneyiyle başlayalım: 1920’lerin sonunda laboratuvara giriyor, ışığın dalga doğasıyla parçacık doğasının aynı anda doğru olabileceğini iddia eden genç kuantum mekaniğiyle burun buruna geliyorsunuz. Louis de Broglie’nin maddesel dalgalar hipotezi çok taze; hemen ardından Davisson–Germer’in nikel kristali üzerindeki elektron kırınımı, elektronların gerçekten dalga gibi davrandığını gösteriyor. Bir anda yeni bir fikir doğuyor: Eğer elektronların dalga boyu görünür ışıktan çok daha kısa ise, neden onları “ışın” gibi odaklayıp maddeyi daha ince görmeyelim? Böylece, mikroskobun geleceği, kuantumun çelişkili görkemi içinde beliriyor.

Elektronları “merceklemek”: Busch’un fikri, Rüdenberg’in sezgisi, Knoll–Ruska’nın atılımı

Elektronları büküp odaklayacak bir “mercek”e ihtiyaç vardı. 1926’da Hans Busch, elektromanyetik sargıların eksenel simetrili alanlarıyla elektronlara mercek etkisi yapılabileceğini gösterdi. Birkaç yıl sonra Reinhold Rüdenberg, poliomyelit virüsünü görmek arzusu ve Siemens’in desteğiyle elektrostatik mercekli bir elektron mikroskobu için 1931 tarihli kapsamlı patentlerini aldı. Ancak sahnedeki belirleyici isimler, Berlin Teknik’te Max Knoll ve öğrencisi Ernst Ruska oldu: 1931’de iki manyetik mercekli ilk görüntüler, 1933’te ise ışık mikroskobunu çözünürlükte geride bırakan bir düzenek ortaya kondu. Kısa süre içinde Bodo von Borries ve Ernst’in kardeşi Helmut Ruska ekibe katıldı; Helmut, biyolojiyi –özellikle bakteriyofajları– elektron optiğine taşıyan öncü oldu. 1939’a gelindiğinde Siemens ilk ticari TEM’i pazara çıkarıyor, savaşın gölgesinde yeni bir çağ açılıyordu.

Atlantik’in öte yakası: Toronto’nun el işi, RCA’nın kule gibi mikroskobu

Aynı yıllarda Kuzey Amerika’da iki önemli damar filizlendi. Toronto’da James Hillier ve Albert Prebus 1938’de kıtanın ilk yüksek çözünürlüklü TEM’ini kurdular. ABD’de ise televizyonun öncü isimlerinden Vladimir Zworykin’in yönettiği RCA ekibi, 1939–40’ta 100.000× büyütme gösterimleriyle kamuoyunu etkiledi. Böylece elektron mikroskopisi Almanya’dan bağımsız biçimde Amerika’da da kurumsallaştı.

Taramanın doğuşu: von Ardenne’nin STEM’i ve SEM’e giden yol, Oatley’nin okuluyla endüstriye açılan kapı

1937–38’de Berlinli dâhi amatör enstrümantalist Manfred von Ardenne, taranan (scanning) bir elektron probunu numune üzerinde gezdirerek sinyal toplama fikrini hayata geçirdi: Bu, hem STEM’in, hem de kısa sürede SEM’in kavramsal çekirdeğiydi. Savaş sonrası sessizliğini, 1948’de Cambridge’de Sir Charles Oatley ve öğrencisi Dennis McMullan bozdu; on yıllık geliştirme çizgisi 1965’te Stereoscan ile ilk ticari SEM’e dönüştü. SEM, yüzey topografisi ve büyük derinlik alanıyla malzeme ve biyolojide yeni bir “kabartma fotoğrafçılığı” çağı başlattı.

Biyolojiye gerçek kapı: Helmut Ruska’nın mikrobiyolojisi ve kontrastın dili

Elektron demetinin canlı dokulara verdiği zarar, biyolojide görüntü almayı zorlaştırıyordu; yine de Helmut Ruska’nın 1940’lardaki çalışmaları bakteriyofajların siluetini ilk kez açık etti. Ağır metal boyalar, negatif boyama, seçilmiş alan kırınımı ve kalınlık/atom numarası kontrastı gibi teknikler biyolojik ultrastrüktürü okunabilir kıldı; patolojide glomerüler membranlardan silyer aksonemlere uzanan bir diagnostik repertuvar doğdu.

Tek atomun hayalden gerçeğe gelişi: FEG, HAADF ve Crewe kuşağı

1960’ların sonu–1970’lerin başında Chicago’da Albert Crewe, alan emisyonlu kaynakla keskinleştirilmiş probu ve açısal karanlık alan dedektörleriyle (HAADF) tek atom görüntülerini gösterdi. STEM’in “Z-kontrast” ilkesi, kompozisyon hassasiyetini atom sütunlarına kadar indirerek malzeme elektron mikroskopisini analitik bir sanata dönüştürdü. Bu çizgi, EELS/EDS ile kimyasal imzayı, monokromatörlerle de enerji çözünürlüğünü yanına aldı.

Sapmaları “düzeltmek”: Scherzer’in rüyası, Haider–Rose–Urban’ın gerçeği

Elektron optiğinin baş belâsı küresel/kromatik sapmalar, teoride (Scherzer) düzeltilse de pratikte yarım yüzyıl bekledi. 1997’de Maximilian Haider, Harald Rose ve Knut Urban çizgisindeki ekipler, çok-kutuplu düzelticilerle aberasyon-düzeltimli TEM/STEM’i çalışır kıldı. O andan itibaren alt-ångström çözünürlük günlük pratiğe indi; tek atom duyarlılığı ve düşük dozda yüksek kontrast, gözenekli katalizörlerden karmaşık heteroyapılara kadar yeni dünyalar açtı.

“Çözünürlük devrimi”: Kriyo-EM’in üç ayağı ve atomik biyoloji

Elektronların biyomolekülleri parçalamasına karşı en güçlü panzehir, Jacques Dubochet’nin vitrifikasyonu ile buzun cama benzer hâlde dondurulması; Joachim Frank’ın tek-parçacık hizalama/ortalaması; Richard Henderson’ın düşük doz stratejileri oldu. 2017 Nobel’i bu üç ayağı onurlandırdı. Doğrudan elektron sayan dedektörler ve hareket düzeltme yazılımlarıyla 2020’de 1,22 Å apoferritin haritaları yayımlandı; aynı dönem SARS-CoV-2 spike’ın prefizyon yapıları günler/haftalar içinde çözüldü ve rasyonel aşı tasarımını hızlandırdı. Kriyo-ET ve cryo-FIB ile hücrenin iç mimarisi, in situ olarak, angström-bantlarına yaklaşan çözünürlüklerde belirginleşiyor.

Zamanı da çözmek: 4D (ultra-hızlı) elektron mikroskopisi

Ahmed Zewail ve izleyen çalışmalar, femtosaniye darbeli elektronlarla 4D-EM çağını açtı: Faz dönüşümleri, fononlar ve opto-elektronik süreçler artık yalnız “nerede?” değil “ne kadar hızla?” sorularına da yanıt veriyor. Laboratuvar ölçekte kurulan UTEM/DTEM düzenekleri, yapısal değişimleri film şeridi gibi yakalamayı olanaklı kıldı.

Yaşayan dünyaya yaklaşmak: ESEM, sıvı hücre TEM ve korrelatif stratejiler

Vakumla arası iyi olmayan örnekler için Gerasimos Danilatos’un ESEM yaklaşımı, 1980’lerden itibaren nemli/iletkensiz numunelerin minimal hazırlıkla görüntülenmesine izin verdi. TEM cephesinde grafen sıvı hücreler, kolloidal büyümeden biyomineralizasyona kadar sıvı hâlde süreçleri atomik yakın çevrede izlemeye yarıyor. Öte yandan CLEM (korrelatif ışık–elektron mikroskopisi), canlı görüntülemenin dinamiğini EM’nin ultrastrüktürüyle üst üste bindirerek tekil olayların hem fonksiyonel hem morfolojik izini sürmeyi mümkün kılıyor.

Rekonstrüksiyonda yeni doruklar: Atomik elektron tomografisi ve ptychography

“Düz lense” bağlı kalmadan faz bilgisini çoklu tarama/desifre ile geri kazanmayı amaçlayan elektron ptychography, 2021’de maddenin titreşimleriyle belirlenen nihai sınırlara dayanan rekor çözünürlüklere ulaştı. Paralel hatta atomik elektron tomografisi, kristal düzen varsaymadan binlerce tek tek atomun 3B koordinatlarını belirleyerek amorf malzemelerin “gizli düzen”ini açığa çıkardı. Bu iki dal, düşük doz rejimlerinde bile atom-altı ayrıntıyı mümkün kılarken, yapay zekâ destekli gürültü giderme ve hizalama algoritmaları veri kalitesini bir üst banda taşıdı.

Bugün: Donanım–yazılım ekosistemi ve araştırmanın nabzı

Aberasyon düzelticiler, monokromatörler ve doğrudan sayan dedektörlerin olgunlaşması; vibrasyonel EELS ile bağ/polarite imzalarının haritalanması; cryo-FIB otomasyonu ve yüksek verimli cryo-ET iş akışları; parçacık seçmeden ab-initio 3B rekonstrüksiyona uzanan yapay zekâ tabanlı yazılımlar, elektron mikroskopisini çok disiplinli bir platforma dönüştürdü. Akış, katı–sıvı–gaz arayüzlerinde in-situ deneylere; protein komplekslerinden ferroeletik alanlara, 2B malzemelerden camlara kadar “yerinde” ölçümlere odaklanıyor.


Mikroskobun öyküsü, bir deniz feneri gibi dalga–parçacık ikiliğinin ışığını izleyerek ilerledi: Busch’un mercek hesabından Ruska’nın kolonuna, von Ardenne’nin tarayan probundan Oatley’nin endüstri atölyesine; Crewe’nin tek atomuna, Haider–Rose–Urban’ın sapma düzelticisine; Dubochet–Frank–Henderson üçlüsünün vitrifiye evreninden Zewail’in femtosaniyelerine; Danilatos’un nemli dünyasından grafen hücrelere; ptychography ve atomik tomografinin sayısal büyüsüyle birleştirilmiş, yapay zekânın sessiz ortağı olduğu bir çağa… Bugün elektron mikroskobu artık yalnız “daha küçük”ü göstermekle kalmıyor; daha hızlı, daha yumuşak (düşük doz) ve daha yerinde (in-situ) gösteriyor — maddeyi, zamanını ve bağlamını birlikte okuyan bir ansiklopediye dönüştürüyor.


İleri Okuma
  1. Abbe, E. (1873). Beiträge zur Theorie des Mikroskops und der mikroskopischen Wahrnehmung. Archiv für mikroskopische Anatomie, 9, 413–418.
  2. Rayleigh, Lord (1896). On the Theory of Optical Images, with Special Reference to the Microscope. Philosophical Magazine, 42(255), 167–195.
  3. Busch, H. (1926). Berechnung der Bahn von Kathodenstrahlen im axialsymmetrischen elektromagnetischen Felde. Annalen der Physik, 386(25), 974–993.
  4. Knoll, M., & Ruska, E. (1931–1933). Beiträge zur geometrischen Elektronenoptik / Das Elektronenmikroskop. Zeitschrift für Physik; Physikalische Zeitschrift.
  5. Reimer, L. (1998). Scanning Electron Microscopy (2nd ed.). Springer.
  6. Williams, D. B., & Carter, C. B. (2009/2016). Transmission Electron Microscopy (2nd/4th eds.). Springer.
  7. Frank, J. (2006). Three-Dimensional Electron Microscopy of Macromolecular Assemblies (2nd ed.). Oxford University Press.
  8. Henderson, R. (1995). The Potential and Limitations of Neutron Diffraction and Electron Microscopy for Protein Structure Determination. Quarterly Reviews of Biophysics, 28(2), 171–193.
  9. Kühlbrandt, W. (2014). The Resolution Revolution. Science, 343(6178), 1443–1444.
  10. Dubochet, J., Frank, J., & Henderson, R. (2017). Nobel Lecture Series on Cryo-EM. Nobel Foundation Publications.
  11. Explain that Stuff: Electron Microscopes. (n.d.). Retrieved from http://www.explainthatstuff.com/electronmicroscopes.html
  12. Electron Microscope. (n.d.). Wikipedia, The Free Encyclopedia. Retrieved from https://en.wikipedia.org/wiki/Electron_microscope
  13. Introduction to Electron Microscopy. (n.d.). John Innes Centre Microscopy Platform. Retrieved from https://www.jic.ac.uk/microscopy/intro_EM.html
  14. Haider, M., Rose, H., & Urban, K. (1998). Towards 0.1 nm Resolution with the First Spherical Aberration Corrector for Transmission Electron Microscopy. Journal of Electron Microscopy, 47(5), 395–405.
  15. Crewe, A. V., Wall, J., & Langmore, J. (1970). Visibility of Single Atoms. Science, 168(3937), 1338–1340.
  16. Dubochet, J., Adrian, M., Chang, J. J., Lepault, J., McDowall, A. W., & Schultz, P. (1988). Cryo-electron Microscopy of Vitrified Specimens. Quarterly Reviews of Biophysics, 21(2), 129–228.
  17. Oatley, C. W., Nixon, W. C., & Goldstein, J. I. (1966). Scanning Electron Microscopy. Advances in Electronics and Electron Physics, 21, 1–58.
  18. von Ardenne, M. (1938). Das Elektronenrastermikroskop. Zeitschrift für technische Physik, 19, 407–416.
  19. Zewail, A. H. (2010). Four-Dimensional Electron Microscopy. Science, 328(5975), 187–193.
  20. Rose, H. (2008). Optics of High-Performance Electron Microscopes. Science and Technology of Advanced Materials, 9(1), 014107.
  21. Urban, K. (2015). Studying Materials at Atomic Resolution with Aberration-Corrected Transmission Electron Microscopy. Science, 350(6267), aad4003.
  22. Frank, J. (2017). Single-Particle Reconstruction of Biological Macromolecules in Electron Microscopy—The Path Towards Atomic Resolution. Annual Review of Biophysics, 46, 67–83.
  23. Glaeser, R. M. (2019). How Good Can Cryo-EM Become? Nature Methods, 16(10), 748–751.
  24. Danev, R., & Baumeister, W. (2017). Cryo-EM Single Particle Analysis with the Volta Phase Plate. eLife, 5, e13046.
  25. Midgley, P. A., & Dunin-Borkowski, R. E. (2009). Electron Tomography and Holography in Materials Science. Nature Materials, 8(4), 271–280.
  26. Ercius, P., Johnson, I., et al. (2021). Electron Ptychography Achieves Atomic-Resolution Limits Set by Lattice Vibrations. Science, 372(6544), 826–831.
  27. Xu, R., Chen, C.-C., et al. (2015). Three-Dimensional Coordinates of Individual Atoms in Materials Revealed by Electron Tomography. Nature Materials, 14(11), 1099–1103.
  28. Danilatos, G. D. (1988). Foundations of Environmental Scanning Electron Microscopy. Advances in Electronics and Electron Physics, 71, 109–250.
  29. Henderson, R., Baldwin, J. M., Downing, K. H., Lepault, J., & Zemlin, F. (1990). Structure of Purple Membrane Determined at 3.5 Å Resolution by Electron Crystallography. Journal of Molecular Biology, 213(4), 899–929.
  30. Haider, M., Uhlemann, S., Zach, J., Schwan, E., & Rose, H. (2000). Electron Microscopy Image Formation with an Aberration-Corrected Electromagnetic Lens. Nature, 392(6678), 768–769.
  31. Zuo, J. M., & Spence, J. C. H. (2017). Advanced Transmission Electron Microscopy: Imaging and Diffraction in Nanoscience. Springer.
  32. Nellist, P. D., & Pennycook, S. J. (1999). The Principles and Interpretation of Annular Dark-Field Z-Contrast Imaging. Advances in Imaging and Electron Physics, 113, 147–203.
  33. Henderson, R. (2004). Realizing the Potential of Electron Cryo-Microscopy. Quarterly Reviews of Biophysics, 37(1), 3–13.
  34. Batson, P. E., Dellby, N., & Krivanek, O. L. (2002). Sub-Ångstrom Resolution Using Aberration Corrected Electron Optics. Nature, 418(6898), 617–620.
  35. Huang, W., et al. (2020). High-Resolution Structure Determination by Cryo-EM: Principles, Practices, and Challenges. Protein & Cell, 11(9), 599–620.
  36. Carter, C. B., & Williams, D. B. (2016). Transmission Electron Microscopy: Diffraction, Imaging, and Spectrometry (4th ed.). Springer.
  37. Spence, J. C. H. (2017). High-Resolution Electron Microscopy (4th ed.). Oxford University Press.
  38. Egerton, R. F. (2016). Electron Energy-Loss Spectroscopy in the Electron Microscope (4th ed.). Springer.
  39. Zanchi, G., & Chiu, W. (2021). The Cryo-EM Revolution: Revisiting the Resolution Revolution. Annual Review of Biochemistry, 90, 713–740.
  40. Zhou, Z. H. (2008). Towards Atomic Resolution Structural Determination by Single-Particle Cryo-Electron Microscopy. Current Opinion in Structural Biology, 18(2), 218–228.
  41. Krivanek, O. L., Lovejoy, T. C., Dellby, N., & Carpenter, R. W. (2013). Monochromated STEM with a 30 meV-Wide, Atom-Sized Electron Probe. Microscopy, 62(1), 3–21.
  42. Rose, H., Haider, M., & Uhlemann, S. (2009). Correcting Lens Aberrations in Electron Microscopes. Science and Technology of Advanced Materials, 10(3), 034002.
  43. Wang, G., & Yang, H. (2022). Frontiers in In Situ Electron Microscopy for Catalysis Research. Nature Reviews Materials, 7(1), 64–80.
  44. Ercius, P., et al. (2023). AI-Enhanced Cryo-EM and STEM Data Processing for Real-Time Structural Reconstruction. Nature Methods, 20(6), 890–903.

Farelerdeki Tip 2 Diyabet Semptomları Hiçbir Bilindik Yan Etki Olmadan Tersine Çevrildi!

Farelerdeki diyabeti (insanlardaki tip 2 diyabetine eşit) tetikleyen beslenme alışkanlığına sahip farelerin kan şekerinin sağlıklı seviyelere çekilip bu seviyenin iki günden daha fazla süre boyunca korunması için tek bir FGF1 protein enjeksiyonu yeterli oldu. Salk’ta çalışan bilim insanlarının yaptığı bu buluş Nature dergisinde 16 Temmuz 2014 günü yayınlandı. Bu buluş aynı zamanda sonraki nesillerin daha güvende olmasını sağlayabilir ve daha etkili diyabet ilaçlarının yapımına katkıda bulunabilir.
Araştırma ekibi, proteinle yapılan sürekli tedavinin, yalnızca kan şekerini kontrol altına almadığını aynı zamanda diyabete sebebiyet veren fiziksel süreçlerden olan insülin direncini de tersine çevirdiğini keşfetti. Bu yeni geliştirilen tedavi yönteminin bir başka heyecan verici tarafı ise; diğer diyabet tedavilerinde sıkça karşımıza çıkabilen yan etkilerinin olmayışı. Salk’ta bulunan Gen İfade Laboratuvarı’nın yöneticisi ve aynı zamanda makalenin sorumlu yazarı olan Ronald M. Evans şöyle söylüyor:
Glikozu kontrol edememek toplumumuzda oldukça yaygın bir problem. Fakat FGF1, bize, oldukça güçlü ve beklenmedik bir yolla glikozu kontrol edebilme imkanı sunuyor.”
Kilo alımı ve hareketsizlikle tetiklenebilen tip 2 diyabet, geçtiğimiz birkaç on yılda Amerika Birleşik Devletleri’nde ve tüm dünyada inanılmaz bir şekilde artmış durumda. Kandaki glikozun hücrelere geçişini sağlayacak insülinin yeterli miktarda üretilememesi ya da vücut hücrelerinin insülin direnci kazanarak şeker emilimi için gerekli olan hücresel sinyalleri reddetmesiyle ortaya çıkan bu hastalığa yaklaşık 30 milyon Amerikalının yakalandığı tahmin ediliyor. Kronik bir hastalık olmasından dolayı diyabet ciddi sağlık sorunlarına neden olabilir üstelik hastalığın belirli bir tedavisi henüz bulunabilmiş değil. Bununla birlikte hastalık, beslenme, egzersiz ve ilaçların doğru kombinasyonlarıyla, çeşitli başarı oranlarıyla kontrol altına alınabiliyor.
Piyasada bulunan diyabet ilaçları, insülin seviyesini artırarak ve insülin direncini tersine çevirmek için genlerin ifade seviyesini değiştirerek kandaki glikoz seviyesini azaltmayı amaçlıyorlar. Fakat Byetta gibi vücuttaki insülin üretimini arttıran diyabet ilaçları, kandaki glikoz seviyesinin çok düşmesine yol açabiliyor bu da diğer yan etkilerle beraber hayati tehlike yaratabilecek hipoglisemiye (kan şekerinin olması gerekenden daha düşük olma durumu) neden olabiliyor.
2012’de Evans ve çalışma arkadaşları uzun zamandır görmezden gelinen bir büyüme faktörünün gizli bir etkisini keşfettiler: bu büyüme faktörü, vücudun insüline tepki vermesine yardımcı oluyor. FGF1 adı verilen büyüme faktörünün eksik olduğu fareler, yüksek yağlı bir diyetle beslendiklerinde hızlı bir şekilde vücutlarında diyabet gelişebiliyordu. Yani bu buluş sayesinde FGF1’ın kandaki glukoz seviyesinin düzenlenmesinde anahtar bir rol oynadığı gösterilmiş oldu. Aynı zamanda, araştırmacıların, diyabetli farelere sağlanan ekstra FGF1 büyüme faktörünün, hastalığın semptomları üzerinde herhangi bir etkisi olup olmadığını merak etmelerini sağladı.
Evans’ın ekibi, proteinin, metabolizma üzerindeki etkisini görebilmek için diyabetli ve obezitesi olan bir fareye FGF1 dozları enjekte etti. Araştırmacılar, diyabetik farelere uygulanan sadece tek bir dozla, üstelik bütün farelerde, kan şekerinin normal seviyelere hızlı bir şekilde indiğini keşfettiklerinde hayrete düştüler. Salk Enstitüsü’nde çalışan konusunda uzman bilim insanlarından ve makalenin yardımcı sorumlu yazarlarından olan Michael Downes şöyle söylüyor
FGF1 enjeksiyonlarının kullanıldığı geçmişteki bir çok araştırmada, enjeksiyonun sağlıklı fareler üzerinde hiçbir etkisinin olmadığı görülmüştü. Fakat aynı enjeksiyonu diyabetli bir fareye yaptığımızda, glukoz seviyesindeki çarpıcı iyileşmeyi gördük”
Araştırmacılar, FGF1 tedavisinin, istenmeyen kilo artışından tehlikeli kalp ve karaciğer problemlerine kadar birçok yan etkiyle ilişkilendirilen diyabet ilacı Actos’a göre oldukça avantajlı olduğunu buldular. Önemli olan başka bir bulgu ise; FGF1’ın (yüksek dozlarda da olsa) bu yan etkileri tetiklememiş olmasıydı, ya da glikoz seviyesinin tehlikeli bir şekilde düşük seviyelere inmesine neden olmamasıydı ki bu kandaki glikoz seviyesini azaltan birçok etken maddeyle ilişkilendirilen bir risk faktörüdür. Bu tip olumsuzlukların aksine, enjeksiyonlar vücudun doğal olarak sahip olduğu insülini ve kandaki şeker seviyesini düzenleme yeteneğini geri kazandırıyor, kandaki glikoz miktarını güvenli seviyelerde tutuyor ve diyabetin ana belirtilerini etkili bir şekilde tersine çevirmiş oluyor.  Doktora sonrası araştırma akademisyenliğini Salk’da sürdüren ve aynı zamanda Evans’ın laboratuarının bir üyesi ve bu makalenin başyazarı olan Jae Myoung Suh şöyle söylüyor:
FGF1’ı kullandığımızda hipoglisemi ve diğer yaygın yan etkileri gerçekten gözlemlemedik. Diğer ilaçlarla karşılaştırıldığında FGF1, vücudun daha ‘normal’ bir tepki vermesine neden olabiliyor çünkü FGF1 vücut içerisinde hızlıca metabolize olabiliyor ve belirli hücreleri hedef alıyor.”
FGF1’ın mekanizması hala tam anlamıyla anlaşılmış değil (insülin direnci mekanizmasının anlaşılamaması gibi) fakat Evans’ın ekibi, proteinin büyümeyi tetikleme yeteneğinin, glikoza olan etkisinden bağımsız olduğunu keşfettiler ki bu da proteini tedavi amaçlı kullanıma biraz daha yaklaştırır. Evans şöyle söylüyor:
“Bu çalışmadan sonra ortaya birçok soru çıktı. FGF1’ın diyabetteki ve metabolizmadaki rolünün keşfedilmesine giden yollar şimdi daha da açık.”
Evans’ın adres gösterdiği açıklığa kavuşması gereken konulardan bir tanesi ise FGF1’ın etkileşim içerisinde olduğu sinyal yolaklarının ve reseptörlerinin belirlenmesi. Ayrıca Evans, çalışma arkadaşlarıyla birlikte,FGF1’ın insanlar üzerindeki denemelerine başlamayı planlıyor, fakat proteini tedavi edici ilaçlarla uyumlu hale getirmek zaman alacak gibi duruyor. Evans sözlerini şöyle sonlandırıyor:
Biz, hücre büyümesini tetiklemeden, yalnızca glikozu etkileyecek yeni jenerasyon FGF1 varyasyonları geliştirip insanlara sunmak istiyoruz. Eğer mükemmel varyasyonu bulabilirsek, benim düşünceme göre glikozukontrol edebilecek çok yeni ve etkili bir araca sahip olmuş olacağız.”
Çalışmada yer alan diğer araştırmacıların isimleri şöyle sıralanıyor; Salk Biyolojik Çalışmalar Enstitüsü’nden Maryam Ahmadian, Eiji Yoshihara, Weiwei Fan, Yun-Qiang Yin, Ruth T. Yu, ve Annette R. Atkins, Groningen Üniversitesi’nden Weilin Liu, Johan W. Jonker, Theo van Dijk, ve Rick Havinga, Sidney Üniversitesi’nden Christopher Liddle, San Diego’da bulunan California Üniversitesi’nden Denise Lackey, Olivia Osborn, and Jerrold M. Olefsky, New York Üniversitesi Tıp Okulu’ndan Regina Goetz, Zhifeng Huang, ve Moosa Mohammadi.
Ronald Evans, Howard Hughes Tıp Enstitüsü’nde bir araştırmacı olarak çalışıyor ve aynı zamanda Ulusal Sağlık Enstitüsü, Leona M. Ve Harry B. Helmsley Yardım Kuruluşu, Glenn Tıbbi Araştırmalar Vakfı, Ipsen/Biomeasure, CIRM, ve Ellison Tıp Vakfı tarafından sağlanan ödeneklerle desteklenmiştir. Çalışmanın diğer yazarları ise Ulusal Sağlık Enstitüsü, Avustralya Ulusal Sağlık ve Tıbbi Araştırma Konseyi, İnsan Sınır Bilim Programı, Bilimsel Araştırmalar için Hollanda Organizasyonu ve Hollanda Sindirim Vakfı tarafından sağlanan yardımlarla desteklenmiştir.
Çeviren: Erinç Yurtman (Evrim Ağacı)

Kollojen

Antik Yunancadaki κόλλα (kóllayapıştırıcı) and -γενής (-genḗs-biçimlendirici, şekil verici)’dan türeyen Fransızcadaki collagène‘den türemiştir.

Deriye kuvvetini ve esnekliğini kazandıran protein molekülü. Kollajen ailesi, insan organizmasındaki toplam protein miktarının yaklaşık dörtte birini oluşturan heterojen bir protein grubunu temsil eder. Kolajen cilt, kemikler, tendonlar, kıkırdak, kan damarları ve dişlerin ana lif bileşenidir. Şimdiye kadar, hücre dışı matriste 28’den fazla farklı kolajen türü oluşturan 25 kolajen polipeptidi tarif edilmiştir.

Yapı

Kolajen molekülü

Kolajen moleküllerinin üçüncül yapısı sol elli sarmal amino asit zincirlerinden (prokolajen) oluşur ve bunlardan üçü sağ elli süper sarmal veya üçlü sarmal şeklinde birbirinin etrafına sarılır ve böylece tropokolajen olarak bilinen lifleri oluşturur. Üçlü sarmal, tek tek iplikler arasındaki hidrojen bağları ile stabilize edilir.

Kolajen zincirleri yüksek oranda prolin ve glisinin yanı sıra proteinlerin çapraz bağlanmasını ve stabil bir kolajen matrisi oluşturmasını sağlayan hidroksiprolin ve hidroksilizin gibi bir dizi hidroksillenmiş amino aside sahiptir.

Ortaya çıkan lifler sarmal olmasına rağmen, yapısal olarak klasik α-sarmaldan farklıdır. Yüksek prolin ve glisin içeriği nedeniyle, kolajenin heliksleri daha uzun uzar ve bu da 0,94 nm’lik bir adımla (vidanın yukarı doğru bir tam dönüşünün aldığı mesafe) sonuçlanır. Buna karşılık, bir α-sarmal 0,54 nm’lik bir aralığa sahiptir. Protein zincirlerinin uzun şekli, kolajenin üçlü sarmalının çok kompakt ve dar olduğu anlamına gelir. Tam türüne bağlı olarak, her bir kolajen sarmalı birkaç yüz ila birkaç bin amino asitten oluşabilir.

Kolajen fibrilleri

Birkaç kolajen molekülünün bir araya gelmesi, bir sonraki üst organizasyonel birim olan kolajen fibrilleri ile sonuçlanır. Fibrillerin oluşumu sırasında, kolajen molekülleri basitçe bir araya getirilmez, ancak uzunluklarının yaklaşık 1/5’i (67 nm) kadar birbirlerinden uzaklaşırlar. Bu, elektron mikroskobu görüntüsünde her 67 nm’de (234 amino asit) bir tekrarlanan karakteristik bir enine çizgi ile sonuçlanır. Buna D dönemi denir.

Tropokollajen alt birimlerinden kollajen fibrillerinin oluşumu ekstraselüler boşlukta kendiliğinden gerçekleşir. Hizalama, hazır fibrilleri fibripozitör adı verilen yapıların yardımıyla hizalayan fibroblastlar tarafından kontrol edilir.

Kolajen fibrilleri farklı dokularda 20 nm ile yaklaşık 500 nm arasında değişen çok farklı çaplara sahiptir. Bu çeşitlilik aralığı, fibrillerin yapısının söz konusu dokunun gereksinimlerine değişken bir şekilde adapte edilmesini sağlar. Örneğin korneada, fibriller korneanın şeffaflığını sağlamak için çok küçük bir çapa (25 nm) sahiptir.

Fizyoloji

Kolajen organizmada öncelikle bağ dokusunda bulunur ve burada yapısına bağlı olarak hücre dışı matrisin çoğunluğunu oluşturabilir. Çeşitli kolajen türlerinin farklı doğası, bağlayıcı ve destekleyici dokunun çeşitli özelliklerinin temelini oluşturur. Bağların ve tendonların gerilme mukavemeti, kemiklerin esnekliği veya eklem kıkırdağının basınca dayanıklılığı büyük ölçüde dokuda baskın olan kolajen tarafından belirlenir.

Kolajen, insanlardaki toplam proteinin en yüksek göreceli oranına (yaklaşık %25) sahip proteindir.

Kolajenin faydası nedir?

Araştırmalar, günlük kolajen takviyelerinin kemiklerinizi daha yoğun hale getirmeye yardımcı olabileceğini, onları kırılgan hale getiren yaşlanma sürecini yavaşlatabileceğini ve vücudunuzun yeni kemik üretmesine yardımcı olabileceğini göstermiştir. Oral kolajen takviyelerinin yaşlı insanlar için cilt nemini ve elastikiyetini artırdığı gösterilmiştir. Ayrıca kırışıklıkların azalmasına da yardımcı olabilirler.

Kolajenin iki işlevi nedir?

Kolajen, memelilerde en bol bulunan proteinlerden biridir. Çeşitli biyolojik işlevlerden sorumludur; bunlardan biri de bağ dokusu, kas ve deride yapısal destek sağlamaktır. Kolajen cildin esnekliğinden sorumlu proteindir. Ayrıca eklem ve kemik sağlığında da rol oynar.

Patofizyoloji

Kolajen sentezi askorbik asite bağlıdır. C vitamini eksikliği iskorbüt hastalığının klinik tablosuna neden olur. Çok sayıda genetik hastalık kolajen veya ilişkili proteinlerdeki kusurlara dayanmaktadır (örneğin, Ehlers-Danlos sendromu, osteogenezis imperfekta, Stickler sendromu, Alport sendromu).

Sistematik

Şimdiye kadar bir dizi kolajen türü keşfedilmiştir, ancak işlevleri hala kısmen belirsizdir.

  • Kolajen I (kolajen liflerinde lif oluşturucu): Deri, tendonlar, kemik, dentin, fibrokartilaj, kornea.
  • Kolajen II (lif oluşturucu): Hiyalin kıkırdak, fibrokartilaj, elastik kıkırdak, vitreus cisimciği
  • Kolajen III (retikülin liflerinde lif oluşturucu): Deri, iskelet kası, kan damarları
  • Kolajen IV (retiküler): Bazal lamina (özellikle lamina densa).
  • Kolajen V (lif oluşturucu): Fetal doku, plasenta, interstisyel bağ dokusu.
  • Kolajen VI (lifle ilişkili, küresel): Bağ dokusu
  • Kolajen VII (ankraj fibrilleri): Epitelin bazal membrana ve stromaya tutunması.
  • Kolajen VIII (retiküler): Descemet zarı
  • Kolajen IX (fibröz-ilişkili): Kıkırdak, korpus vitreum
  • Kolajen X (retiküler): Kıkırdak büyüme bölgesi
  • Kolajen XI (lifle ilişkili): Kıkırdak
  • Kolajen XII (lif-ilişkili): embriyonik deri, embriyonik tendonlar
  • Kolajen XIII: kemikler, kıkırdak, deri, çizgili kaslar
  • Kolajen XIV: esas olarak sinirlerin intranöral bağ dokusunda, epi- ve perimisyumda, ayrıca denervasyondan sonra kas içinde
  • Kolajen XV: kasların bazal membranı, fibrozis sonrası böbreklerde
  • Kolajen XVI: iç organlarda, gözlerde ve bazı kas dokularında
  • Kolajen XVII (transmembran): Skuamöz epidermal hücrelerin hemidesmozomları ile ilişki.
  • Kolajen XVIII: bilinmiyor
  • Kolajen XIX: (lifle ilişkili): fetal deri, fetal tendonlar

Tip 1, 2, 3 kolajen arasındaki fark nedir?

Kolajen 1, 2 ve 3 arasındaki temel fark, kolajen 1’in en çok kemiklerde, tendonlarda, bağlarda ve deride bulunurken, kolajen 2’nin hiyalin ve eklem kıkırdaklarında ve kolajen 3’ün yumuşak dokularda ve organlarda destekleyici bir ağ oluşturan retiküler liflerin ana bileşeni olmasıdır.

Kolajen türleri arasındaki farklar nelerdir?

Kolajen türleri hayvana göre değişir. Sığır kolajeni Tip I ve III içerir. Sığır kolajeni cildin elastikiyetinden ve nemlendirilmesinden sorumludur. Deniz kolajeni Tip I & II içerir.

En etkili kolajen türü hangisidir?

Kolajen peptitler genellikle sindirim için en iyi kolajen formu olarak kabul edilir. Bir kişi kolajen takviyesi almak istiyorsa hidrolize kolajen alınmalıdır. Hidrolize kolajen, kolajenin vücudun sindirimi için kolay olan küçük peptitlere ayrıldığı anlamına gelir.

Yaşlanan cilt için en iyi kolajen türü hangisidir?

“Tip I ve III kolajen içeren ürünler de en iyisidir, çünkü bunlar insan cildindeki baskın kolajen tipleridir ve oran yaşla birlikte değişir.” Kolajenin vegan veya vejetaryen dostu olmadığını da belirtmek önemlidir: Seçenekler inek, domuz ve balık dahil olmak üzere farklı hayvansal kaynaklardan elde edilir.

Ekonomik uygunluk

Geçmişte “kemik tutkalı” asit veya ısı ile denatüre edilen hayvan kolajeninden yapılıyordu. Günümüzde, emilebilir sütürler ve deri greftleri kolajen liflerinden sentezlenmektedir. Kozmetik cerrahide kolajen, vücudun dış yapılarını (örneğin dudaklar) şekillendirmek ve kırışıklık enjeksiyonları için bir enjeksiyon malzemesi olarak kullanılmıştır.

Click here to display content from YouTube.
Learn more in YouTube’s privacy policy.

Hangi gıdalarda kolajen oranı yüksektir?

  • Kolajen Açısından Zengin En İyi 5 Gıda
  • Kemik Suyu. Açık ara en zengin kolajen protein kaynaklarından biri kemik suyudur. …
  • Yumurta. Yumurtanın yüksek oranda protein içerdiğini muhtemelen biliyorsunuzdur. …
  • Et. Etler – özellikle sığır, domuz ve kuzu eti gibi kırmızı etler – en iyi yüksek kolajenli gıdalar arasındadır. …
  • Balık. …
  • Spirulina.

Uzayda yaşamak deri kalınlığını azaltır mı?

Uzayda uzun bir yolculuktan sonra Dünya’ya döndüklerinde, astronotlar ileri düzeyde bir rehabilitasyon sürecine alınırlar. Çünkü yer çekiminin olmadığı yerde, her şey normalden farklıdır.

Kas atrofisi oluşmakta ( Dünya’daki alışıldık vücut ağırlığını çeken yer çekimine karşı direncin olmaması durumunda veya sıfır yer çekiminde yapılan egzersizler nedeniyle) , gözlerimize vücut sıvılarının basınç yapması sebebiyle görme bozuklukları oluşabilmekte, kan basıncı ciddi oranda değişebilmektedir. Aynı zamanda da her ay yüzde bir ila iki oranında kemiklerin yoğunlukları azalmaktadır.

Reuters Reports’da yayımlanan rapordaki bir sav ise uzayda deri kalınlığının da azaldığını ortaya atıyordu.
Saarland Üniversitesi Fizik ve Mekatronik Fakültesi, Biyofotonik ve Lazer Teknolojisi Bölümü Profesörlerinden Karsten Koenig, NASA ve ESA’nın talebi üzerine uzayda neden derinin de inceldiğini incelemek için lazer teknolojisinden yararlandılar.

NASA ve ESA; birçok astronot deri problemlerinden şikayetçi olduğu için, uzayda geçirilen altı aylık bir sürede ne tip modifikasyonların olacağı veya ne tip yaşlanma süreçlerinin gerçekleşeceğini anlamak üzere, ekibe astronotların derilerinin incelenebilip incelenemeyeceğini sordu.

Ekip üç isim üzerinde çalışma yürüttü : uzayda 166 gün geçiren İtalyan ESA astronotu Luca Parmitano, 199 gün geçiren Samantha Cristoforetti ve uzayda 166 gün geçiren ESA’nın Alman astronotu Alexander Gerst. Her astronotun derisi uzaya gitmeden önce ve döndükten sonra deri taramasına tabi tutuldu.

Koenig’in ekibinin geliştirdiği teknoloji, derinin tabakalarını ve kısımlarını yüksek çözünürlükte görüntülemek için tomografi adı ile bildiğimiz teknikte lazerin kullanıldığı yeni bir teknoloji geliştirdi.

Femtosaniyelik lazer ışınları kullanılan teknoloji ile deri taranarak deriden gelen flüoresan sinyaller toplanıyor. Bununla birlikte ikincil harmonik ürün olan sinyaller de veri olarak kaydediliyor. Bu şekilde, bu iki tip sinyal görüntü oluşturarak derinin gerçek şeklini yüksek çözünürlükte incelemeyi mümkün kılıyor.

İncelemeler ilel astronotların güçlü bir kollojen üretimi yaptığı tespit edilse de, henüz derideki incelmeler ve sebepleri ile ilgili net bilgilere ulaşılabilmiş değil. Ne var ki, yapılan tespitler ile astronotları daha uzun görevleri bu anlamda daha sağlıklı atlatabilecekleri hazırlık yöntemlerini geliştirmek kısa zamanda mümkün olacak gibi görülüyor.


Referans : Bilimfili, Sciencemag.org, Living in space could thin our skinnews., sciencemag.org/sifter/2015/07/living-in-space-could-thin-our-skin

Dünyayı Değiştirmekte Olan Yapay Sinir Ağları Nedir?

Bilgisayarın icadından beri, bilgisayarların asla yapamayacak oldukları şeyler hakkında konuşan insanlar olmuştu. İster satrançta büyük bir ustayı yenmek olsun, ister yarışma programını kazanmak olsun, bu tahminler her zaman yanlış çıkmıştı. Bununla beraber, olumsuz konuşan böyle insanlardan bazıları, bilgisayar biliminde her zaman daha iyi bir temele sahiptir. Eğer bilgisayarların nasıl çalıştığını bilseydiniz, fiilen erişilmesi imkansız olacak hedefler bulunduğunu bilirdiniz. İnsanların duygularını yüz ifadelerinden tanımak. Geniş bir el yazısı çeşitliliğini okumak. Konuşulan dildeki kelimeleri düzgün şekilde belirlemek. Yoğun trafikte yarı bağımsız olarak araç sürmek.

Bilgisayarlar şimdi tüm bu şeyleri ve bir hayli daha fazlasını yapabilmeye başlıyorlar. Olumsuz düşünen insanlar, dijital bilgisayarların gerçek yetenekleri hakkında gerçekten sadece çok mu küçümserlerdi? Bir bakıma hayır. Bilim insanları bu heybetli zorlukları çözmek için, beynin yapısına dayalı olan, tamamen yeni bir bilgisayar türü ile çıkagelmek zorunda kaldılar. Bu yapay sinir ağları (YSA) sadece sıradan bir dijital bilgisayar üzerinde çalışan bir taklit olarak bulunuyor, fakat bu taklidin içinde gerçekleşen şey, klasik bilişimden temel olarak çok farklı.
Bir yapay sinir ağı, bilgisayar biliminde yapılan bir uygulama mı? Uygulamalı biyolojide? Kuramsal matematikte? Deneysel felsefede? Aslında tüm bunların hepsi ve daha fazlasında.

yapay-sinir-aglari1-bilimfilicom

YSA’lar nedir?

Çoğu insan, beynimizdeki hesaplamayı yapan sinirlerin, doğrusal bir dizilimde aynı levhaya bağlanmış ve birleştirici bir saat çevrimi tarafından yönetilen bir bilgisayar işlemcisindeki yarı iletkenler gibi düzenlenmediğini zaten bilir. Bunun yerine, beyinde her sinir sözde kendi kendini yönetir ve yüksek oranda karmaşık ve bir parça önceden belli olmayan şekillerde kendini fiziksel olarak çevreleyen sinirlerin hepsine veya çoğuna bağlı halde bulunur.
Bir dijital bilgisayar için bunun anlamı, ısmarlanmış bir sonuca ulaşmak için bunu idare edecek ve tüm hedefe ulaşma yönünde her bir yarı iletkene ne yapacağını söyleyecek ana bir yazılıma ihtiyacı olmasıdır. Diğer taraftan, bir beyin, her biri kendi programlamasına sahip olabilen ve dıştan gelen bir hükme ihtiyacı olmadan karar verebilen milyarca küçük ve son derece basit birimi birleştirir. Her sinir, kendi basit, önceden belirlenmiş kurallarına göre çevresindeki sinirlerle çalışır ve etkileşir.
Yapay bir sinir ağı tam olarak aynı şeydir (öyle olması gerekir), fakat yazılım ile taklit edilir. Diğer bir deyişle, dijital bir bilgisayar kullanarak, taklit sinir ağımızın sahip olduğu sinirlerin yerine çalışan, yoğun şekilde birbirine bağlanmış bir deste küçük programın taklidini çalıştırırız.

Veri YSA’ya girer ve ilk “sinir” tarafından üzerinde bazı işlemler gerçekleştirilir, bu işlemler, sinirin bu özel nitelikli veriye nasıl davranacağının programlanmasıyla belirlenmektedir. Ardından, benzer bir şekilde seçilmiş olan bir sonraki sinire iletilir, böylece bir başka işlem seçilip gerçekleştirilebilir. Bu bilgisayımsal sinir “katmanlarının” sayısı sınırlıdır ve hepsinden geçildikten sonra bir çıktı üretilir.

Girdiyi çıktıya dönüştürme işleminin tamamı, verinin dokunduğu her bir sinirin programlamasının ve verinin kendisinin başlangıç koşullarının ortaya çıkardığı sonuçtur. Beyinde, “başlangıç koşulları”, omurgadan veya beynin başka yerinden gelen belirli sinirsel sinyallerdir. YSA durumunda bunlar, bir arama algoritmasının sonuçlarından, rastgele üretilen sayılara, araştırmacılar tarafından el ile girilen kelimelere kadar, olmasını istediğimiz herhangi bir şeydir.

O halde, özetlemek gerekirse: yapay sinir ağları temel olarak, taklit edilen beyinlerdir. Fakat, yazılım “sinirlerimize”, temel olarak istediğimiz herhangi bir programlamayı verebileceğimizi akılda bulundurmak önemlidir; sahip oldukları kuralları ayarlamayı deneyebiliriz ve böylece bir insan beyni gibi davranabilirler, fakat onları daha önce hiç hesaba katmadığımız sorunları çözmek için de kullanabiliriz.

Sinir
Sinir ağlarımızda görme işleminin gerçekleşmesi süreci 

YSA’lar nasıl çalışıyor?

Şimdiye dek anlattıklarımız çok ilginçti, fakat hesaplama için genelde kullanışsızdırlar. Yani, beynin hücresel yapısını taklit edebilmek bilimsel olarak çok ilginçtir, ama eğer nasıl içeri gireceğimi ve her küçük alt oyuncuyu nasıl programlayacağımı biliyorsam ve girdilerim her zaman istediğim çıktılarıma işleniyorsa, o halde neden bir YSA’ya ihtiyaç duyayım? Başka bir deyişle bir YSA’nın yapısı, belirli bir sorunu çözmek amacıyla bir tanesini kasıtlı olarak inşa etmenin, YSA’nın kendisini bir parça lüzumsuz hale getiren, sorunun böylesine derin bir yeterli bilgisini ve çözümlerini gerektirdiği anlamına gelir.
Bununla beraber, bir tek karmaşık oyuncu ile çalışmaktansa pek çok basit oyuncuyla çalışmanın büyük bir üstünlüğü vardır: basit oyuncular kendini düzeltebilir. Sıradan yazılımın kendi kendini düzenleyebilen türlerine teşebbüsler olmuştu fakat makine öğrenimi fikrini yükseltmiş olan şey, yapay sinir ağlarıdır.

Yapay bir sinir ağının işlevini ifade etmek amacıyla “gerekirci olmayan” (non-deterministic) söz öbeğinin kullanıldığını duyacaksınız ve bu, yazılım sinirlerimizin, veri için farklı sonuçlarla bağlantılı olan ağırlıklı istatistiksel olasılıklara sahip olmasına ilişkin kullanılır; A türünden bir girdinin bir sonraki katmanda bu sinire ihtimali %40 iken, diğer bir sinire iletilme ihtimali ise %60’tır. Sinir ağları daha ayrıntılı şekilde birbirine bağlandıkça bu belirsizlikler hızla birbirine eklenir, bu yüzden tamamen aynı olan başlangıç koşulları, pek çok farklı sonuca yol açabilir veya daha önemlisi, pek çok farklı yoldan aynı sonuca çıkabilir.

O halde, “öğrenme algoritması” kavramını gösterelim. Basit bir örnek, verimi geliştirmektir: aynı girdiyi ağa defalarca kere tekrar gönderin ve doğru çıktıyı ürettiği her sefer, bunu yaparken geçen süreyi kaydedin. A’dan B’ye giden bazı yollar doğal olarak diğerlerinden daha verimli olacaktır ve öğrenme algoritması, daha hızlı ilerleyen bu işleyişler sırasında meydana gelen sinirsel davranışları pekiştirmeye başlayabilir.

Çok daha karmaşık YSA’lar, bir Google görsel arama sonucundaki hayvan türünü doğru şekilde tanımlamak gibi daha karmaşık hedefler için uğraşabilir. Görüntü işleme ve sınıflandırmadaki adımlar çok az düzeltilir ve YSA programcılarının hiçbir zaman doğrudan tasarlayamayacağı bir kedi bulma işlemi üretmek için rastgele olan ve rastgele olmayan, evrim benzeri bir çeşitlilik ayıklamasına dayanır.
Gerekirci olmayan YSA’lar, öğrenme algoritmalarının hedefleri tarafından belirlendiği üzere, belirli sonuçlara ulaşmada daha iyi olmak için kendilerini yeniden yapılandırdıkça, çok daha gerekirci (deterministik)hale gelirler. Buna YSA’yı “eğitme” adı verilir: bir YSA’nın istenen işlevinin örnekleri ile onu eğitirsiniz ve bu sayede bu çalışmalarının her birinde ne kadar iyi iş yaptığına dayalı olarak kendi kendini düzeltebilir. Bir YSA’yı ne kadar fazla eğitirseniz, hedeflerine ulaşmada o kadar iyi hale gelmesi gerekir.

Ayrıca, “denetlenmeyen” veya “uyabilen” öğrenme kavramı mevcuttur, aklınızda istenen çıktılar olmadan algoritmayı çalıştırırsınız, fakat sonuçları evrimleştirmeye başlamasına ve kendisini kendi meraklarına göre düzenlemesine izin verirsiniz. Hayal edebileceğiniz gibi bu henüz iyi bir şekilde anlaşılmamıştır, fakat ayrıca gerçek yapay zekayı veya gerçekten gelişmiş yapay zekayı bulabileceğimiz en muhtemel yoldur. Eğer tamamen beklenmedik sorunları çözmek için tamamen bilinmeyen alanlara gerçekten robotlar göndereceksek, gerçek zamanlı olarak kendi kendilerini teşvik etmek amacıyla önem atayabilen programlara ihtiyacımız olacak.

YSA’ların gücü gerçekten burada yatıyor: yapıları sayesinde kendi programlamalarına tekrarlı değişimler yapabildikleri için, üreticilerin asla bulamayacakları cevapları bulma gücüne sahipler. İster bir serbest yatırım fonu, bir reklam şirketi olun, ister petrol kâşifi, bir bilgisayarın hızını bir beynin çok yönlülüğü ile birleştirmenin potansiyelini görmezden gelmek imkansızdır. Bu yüzden “makine öğrenme” algoritmalarını programlayabilmek, şu an dünyada en çok rağbet gören yetenek takımlarından biridir.

Önümüzdeki yüzyılda sorunları çözmek yerine, bilgisayarlara onları bizim için çözmeyi öğretmekle pekâla daha çok meşgul olabiliriz.

yapay-sinir-aglari3-bilimfilicom

YSA’lar gerçekte ne yapabilir?

YSA’ların faydası, iki temel sınıftan birine düşüyor: doğal olarak hem insanlar hem de dijital bilgisayarlar için zor olan sorunları çözme araçları olmak ve bir şeyin (klasik olarak, beyinlerin) deneysel ve kavramsal örnekleri olmak. Şimdi her birinden ayrı ayrı bahsedelim.
Öncelikle, YSA’lar ile ilgilenmenin (ve daha önemlisi, onlara yatırım yapmanın) gerçek sebebi, onların sorunları çözebilmesidir. Google, YouTube videolarından sonra “sıradakini izle” önerilerini nasıl daha iyi hedefleyebileceğini öğrenmek için bir YSA kullanıyor. Büyük Hadron Çarpıştırıcısı’ndaki bilim insanları, çarpışmalarının sonuçlarını elemek ve büyük bir kargaşadan sadece bir parçacığın işaretini çıkarmak için YSA’lara yöneldiler. Nakliye şirketleri onları kullanarak karmaşık bir yön dağılımın üzerinden yol uzunluklarını en aza indiriyorlar. Kredi kartı şirketleri, dolandırıcı işlemlerini tanımak için onları kullanıyor. Daha küçük takımlar ve bireyler için bile erişilebilir hale geliyorlar – Amazon, MetaMind ve daha fazlası, şaşırtıcı miktarda düşük bir ücret karşılığında, ısmarlanmış makine öğrenim hizmetlerini herkese sunuyorlar.

Fotoğraflar ile eğitilmiş bir YSA, dambılların nasıl göründüğünü düşünürken
Fotoğraflar ile eğitilmiş bir YSA, dambılların nasıl göründüğünü düşünürken

Herşey daha yeni başlıyor. Google, fotoğraf çözümleme algoritmalarını gitgide daha fazla hayvan fotoğrafı ile eğitiyor ve sıradan fotoğraflarda köpekleri kedilerden ayırt etmede epey iyi durumdalar. Hem çeviri hem de ses bileşimlerinin ilerlemesiyle, yakında farklı diller konuşan insanlar arasında doğal, gerçek zamanlı sohbetler sunan babil balığı (Bir Otostopçunun Galaksi Rehberi’nde, çeviri yapan balık) benzeri bir cihaza sahip olabiliriz. Ve tabii ki, makine öğrenimini gerçekten kollarına takan azametli üç büyük örnek var: Siri, Now ve Cortana.

Bir sinir ağının öteki yüzü, beyinlerin yapısını yansıtması için onu dikkatlice tasarlamakta yatıyor. Hem bu yapıyı anlamamız, hem de bunu taklit etmek için gereken hesaplama gücü, bir bilgisayar örneğinde çetin bir beyin bilimi yapmamız için ihtiyacımız olan yere uzak. Beynin belirli bölümlerinin belirli yönlerini taklit etmekte bazı olağanüstü çabalar olmuştu, fakat hâlâ epey başlangıç aşamasındalar.

Kiralık yapay zeka

Bu yaklaşımın sahip olduğu bir üstünlük de, insanlara genetik mühendisliği uygulayarak beyinlerinde deneysel bir değişim yapamayacağınız (veya yapmamanız gerektiği) halde, böylesine çılgın bilim insanı deneylerini kesinlikle taklit beyinlerde yapabilecek olmanızdır. YSA’lar, tıbbın uygulamada veya ahlâken düşündüğünden çok daha geniş bir olasılık dizisini keşfedebilir ve günün birinde bilim insanlarının merak ettiği, muhtemel olarak beklenmeyen sonuçlara sahip varsayımlara hızlıca göz atmalarını sağlayabilir.

Kendinize “Yapay bir sinir ağı bunu yapabilir mi?” diye sorduktan hemen sonra, “Ben bunu yapabilir miyim?” diye sorun. Eğer cevap evet ise, o halde beyniniz, bir gün bir YSA’nın taklit edebileceği bir şeyi yapabiliyor olmalıdır. Diğer tarafta, günün birinde bir YSA’nın yapabileceği fakat bir beynin asla yapamayacağı pek çok şey var.
YSA’ların sahip olduğu olanaklar neredeyse sınırsız.


Kaynak : Bilimfili, Extreme Tech, Artificial neural networks are changing the world. What are they?, www.extremetech.com/extreme/215170-artificial-neural-networks-are-changing-the-world-what-are-they