Tümüyle İmplant Edilebilir Biyonik Göz Denemeleri Başladı

Avustralyalı bilim adamları hastalara günümüz görme iyileştirilmesi teknolojilerinden bir kaç kat daha iyi görme sağlayacağını bekledikleri  yeni bir biyonik göz sistemi denemelerine başladılar. New South Wales Üniversitesi (UNSW) mühendisleri tarafından geliştirilen Phoenix99 biyonik gözü, tamamen implant bir sistem ve nöral uyarı teknolojisi sağlaması açısından dünyada bir ilktir. Cihaz, Sidney çevresinden seçkin cerrahi uzmanların olduğu bir ekip tarafından preklinik çalışma olarak başarılı bir şekilde kanıtlanmıştır. Son zamanlarda alınan fon desteği de, bilim adamlarına bir sonraki aşama olan insanlara  implantasyonda katkıda bulunacaktır.

“İlk denemede gerçekten çok heyecanlıydık, çünkü bu teknolojiyi ve implantasyon teknik çalışmalarını kanıtladı.” , dedi sistemin mucitlerinden biri olan Gregg Suaning: “Hastalar teknolojiyi kullanmayı kohlear kulak implantı taşıyan bir kişinin elektriksel impulsları duymayı ‘öğrendiği’ şekilde ‘öğrenmektedir’.”

New South Wales Üniversitesi ’ndeki ekip retinitis pigmentosa (genç yaşta körlüğe yol açan sebeplerden biri-tavuk karası) ve yaşa bağımlı maküler dejenerasyonu olan insanların görme yeteneğini iyileştirmek amacıyla 1997’den beri biyonik göz araştırmaları yapmaktadır.

Retinitis pigmentosa dünya üzerinde yaklaşık 2 milyon kişiyi etkileyen dejeneratif bir durumdur. Çoğunlukla hastaların 30’lu yaşlarında görülen bu durum, 10 yıl içerisinde tamamen körlüğe sebep olabilmektedir. Her ne kadar ilaç tedavisi ile bu süreç yavaşlatılsa da bu tedavi çok pahalı ve gelişmiş ülkelerde bulunabilmektedir ve bilimadamları da bu dejenerasyonu nasıl geri çevireceklerini hala bilmemektedirler.

Fakat retinitis pigmentosadan etkilenmiş insanların görmesini iyileştirmenin bir yolu biyonik görme ile olabilecekti ve  ekibin bir kısmı olan UNSW mühendisleri,2012’de erken bir deneme olarak retinitis pigmentosalı 3 hastada kısmen implante edilebilen prototip cihazı yaptı.

Bu prototip hasta kullanıcıların fosfen olarak adlandırılan ışık spotlarını görmesini sağlayan 24 elektrod dizilimi içeren harici bir elektronikti. Özel kameraların yardımıyla, kullanıcılar ayrıca uzaklık hissini, objeler yaklaşırken fosfenlerin daha parlak görülmesinden anlayabiliyordu.

“Bu harika bir şey,” dedi implant sahiplerinden biri Dianne Ashworth, “Ne kadar çok kullanırsam o kadar doğal hissettiriyor.”

Bu erken prototipe kıyasla, araştırmacıların hastalarda denemeye başladıkları yeni Phoenix99 cihazı tamemen implante edilebilirdir ve bir önceki teknolojiden kaydadeğer biçimde daha iyi bir görmeye olanak sağlayacağı beklenilmektedir.

Suaning ve ortağı diğer mucit Nigel Lovell, Phoenix99’u iki seneye kadar yaklaşık bir düzine hastaya yerleştirmeyi planlamaktadır. Biyonik göz implantasyon ameliyatı yaklaşık 2-3 saat sürmektedir. İmplantın tek işareti olan güç ve veriyi cihaza ileten küçük disk, kulağın arkasına yerleştirilmekte ve bu da elektriksel impulsları gözün arkasına göndermektedir.

Kullanıcı ayrıca küçük bir kamerası olan gözlük takmaktadır. Hastanın retinasındaki sinir hücrelerinin uyarılmasının belirlenmesine yardım etmek için görüntüler kamera tarafından yakalanmakta, sinyaller beyinde görme korteksine gönderilmektedir.

Araştırmacılara göre,oluşturdukları biyonik göz sistemi, dünya çapında retinitis pigmentosadan etkilenmiş milyonlarca hastaya ek olarak milyonlarca daha yaşa bağlı maküler dejenerasyonu olan hastaların görmesini iyileştirme potansiyeline sahiptir. Bu araştırma dünya çapında neredeyse 200 milyon insanın hayatını değiştirebilecektir.

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

Kaynak:

  1. GerçekBilim
  2. ScienceAlert 
  3. engineering.unsw.edu.au
  4. UNSW

Melanoma Başlangıcında Embriyonik Kimliğin Yeniden Ortaya Çıkması

‘Kanserize alan’ konsepti moleküler genetik çalışmalarında belirli bir dokuda kansere yol açabilecek onkojenik mutasyonları taşıyan hücre veya hücre gruplarını ve bunların bulunduğu lokasyonu tanımlamak için kullanılıyor. Yine de bu alana dahil olan hücrelerden bile yalnızca bazı ‘uygun’ hücreler, tümör oluşumunu başlatabiliyor. Kanser biyolojisinde de tümör oluşumunun, kanser-öncesi hücre gruplarında bulunan ve belli onkojenik mutasyonları paylaşan hücrelerden yalnızca biri tarafından başlatıldığı biliniyor.

Kanser başlangıcı süreçlerini çalışmak ise birçok açıdan bir takım zorlukları barındırıyor:

  • Kanser başlatan klonların (grubun içindeki spesifik hücreler), yaşayan bir organizma içinde görüntülenmesinin ve takip edilmesinin çok zor olması
  • Kanser başlangıcı olayının hem birey düzeyinde hem hücresel düzeyde nadir rastlanması
  • Yeni dönüşmüş kanser potansiyeli taşıyan klonun, genetik ve moleküler anlamda değişken ve geçici yapısı dolayısıyla bu yapının tanımlanması ve incelenmesindeki zorluklar.

Kanser başlangıcını düzenleyen, yöneten ve kontrol eden moleküler süreçlerin daha bütün biçimde anlaşılması, erken teşhis için özellikle de kanser-öncesi lezyonların kanser olmaya en müsait -dolayısıyla da ilaçla tedaviye de daha uygun – olması dolayısıyla büyük bir önem taşıyor. Bu noktada geliştirilecek tedavi biçim ve tekniklerinin kanseri henüz başlamadan veya tümör oluşturmadan yok etmeyi sağlayacağı tahmin ediliyor.

Melanositlerin (melanin üretebilen hücreler) ‘kanserize alanları’ olarak onkojenik BRAFV600E mutasyonlarını taşıyan kanser-öncesi hücreler düşünülür. Ancak bu alan hücreleri nadiren melanomaya (melanositlerde gelişen kanser tipi) dönüşürler. Science dergisinin son sayısında yayımlanan yeni bir çalışmada kanser başlangıcındaki olayları tanımlamaya odaklanıldı ve birçok kanser araştırma merkezi ve üniversitenin katıldığı bu araştırmada insanBRAFV600E  mutasyonunu taşıyan zebra balığı (ing. zebrafish) melanoma modellerinden yararlanıldı. Aynı genin zebra balığında melanosit-spesifik promoter proteini ise mitfa* olarak biliniyor.
Araştırmada p53 bozukluğu taşıyan bireylerle eşleştirildiklerinde balıkların aylar sonra melanoma geliştirdikleri gözlemlendi. Zebra balığı crestin geni embriyonik olarak sinir ucu projenitörlerinde (NCPs) sentezlenir ve bir de özel olarak melanoma tümörlerinde sentezlenir. Bu da genin ürünlerini ( crestin mRNA ve proteini) melanomayı takip etmek ve gelişimini izlemek için mükemmel bir aday haline getiriyor.

Sonuçlar

Araştırmacılar, embriyonik sinir uçlarında ve melanoma tümörlerinde crestin ekspresyonu paternini kısa yoldan başlatan (veya yineleten) crestin:EGFP reporter’ı geliştirdiler. Daha sonra tranjenik zebra balıklarında  crestinreporter’ları kanserize alanın (BRAFV600Emutant; p53-hasarlı) içinde canlı olarak görüntülendi. Tek bir melanosit NCP durumunu yeniden aktive edebiliyor ve deneyde gözlemlenen durum için ani şekilde yayılan ve melanomaya giden hücresel kader değişimi başlıyor.

Crestin, sox10 de dahil olmak üzere NCP transkripsiyon faktörleri tarafından regüle ediliyor. Yapay biçimde artırılmış sox10 ekspresyonu melanositlerde melanoma kanseri oluşumunu hızlandırıyor. Buna karşılıksox10′in CRISPR/Cas9 paternine hedeflenmesi melanoma oluşum ve gelişimini geciktiriyor. Ayrıca insan ve zebra balığı melanomalarında, süreci melanomaya götüren epigenetik mekanizmaları açığa çıkaran süper-enhancer’ların aktivitesi gözlemlendi.

Tüm bu incelemeler, kanserin tek bir hücre ile doğuşu anından, hücre kaderlerinin değişmesi ile gelişmesi süreçlerinin tanımlanmasını sağladı. Bununla birlikte bahsi geçen alandan, tamamen kansere müsait melanositlerin gelişiyor olması da melanoma başlangıcının belirleyicilerinden veya en azından göstergelerinden biridir denebilir.

Böylelikle, onkojenlerdeki ve tümör baskılayıcı genlerdeki (bu araştırma için p53 geni) tipik genetik değişimlerin kanser gelişimi için zorunlu olduğu ve projenitör kimliğin yeniden ortaya çıkması durumları içinde öncül olduğu gösterilmiş oldu. Çıkan sonuçlara göre NCP kimliğin yeniden ortaya çıkışının engellenmesi terapötik olarak çok yararlı sonuçlar yaratabilecek gibi görünüyor.

mitfa* – Microphthalmia-associated transcription factor a adı ile bilinen transkripsiyon faktörü proteini, fonksiyonları zebra balığından insana kadar korunmuş olup, mutasyonları melanoma, Tietz Sendromu ve Waardenburg Sendromuna sebep olmaktadır.


Kaynak :

  1. Bilimfili,
  2. Charles K. Kaufman, Christian Mosimann, Zi Peng Fan, Song Yang, Andrew J. Thomas, Julien Ablain, Justin L. Tan, Rachel D. Fogley, Ellen van Rooijen, Elliott J. Hagedorn, Christie Ciarlo, Richard M. White, Dominick A. Matos, Ann-Christin Puller, Cristina Santoriello, Eric C. Liao, Richard A. Young, Leonard I. Zon A zebrafish melanoma model reveals emergence of neural crest identity during melanoma initiation Science 29 Jan 2016: Vol. 351, Issue 6272, pp. DOI: 10.1126/science.aad2197

İnsan Bilinci Yapay Bir Vücuda Aktarılabilecek Mi?

Bugünün belirsiz dünyasında ölümden kaçış yok, fakat şimdi, Humai adındaki yeni bir şirket, bu vakitsiz sorunun üstesinden bizim için gelebileceğini düşünüyor ve insanların bilinçlerini yeni, yapay bir vücuda aktarmayı vadediyor.

Eğer kulağa bilim kurgu gibi geliyorsa, çünkü hâlâ öyle, bunun sebebi Humai’nin iş tasarısı için gereken teknolojinin hiçbiri hazır ve çalışır durumda değil. Fakat bu durum şirketin CEO’su olan ve takımının ilk insanı 30 yıl içinde yaşama döndüreceğini söyleyen Josh Bocanegra’nın gözünü korkutmuyor.
Peki birisinin bilincinin başka bir robot vücuda aktarılmasını nasıl ele alıyorsunuz? Humai’nin internet sitesinde açıkladığı üzere (yeni çağ destek müziği ile tamamlanmış halde gelen):”Konuşma şekilleri, davranış kalıpları, düşünce işlemleri ve vücudunuzun içten dışa nasıl çalıştığı hakkındaki bilgi verisi depolamak için yapay zeka ve nanoteknoloji kullanıyoruz.

Bu veri birden çok algılayıcı teknolojisine şifrelenerek ölmüş bir insanın beyniyle beraber yapay bir vücuda kurulacak. Klonlama teknolojisini kullanarak, beyin olgunlaştıkça onu eski haline getireceğiz.”

Bunlar sade bir konuşmada ne anlama geliyor? Beyinlerimizin bilgisayara yüklenmesiyle kulağa epey teknolojik tekillik gibi gelse de, şirket temel olarak sadece beyninizi dondurmak ve teknoloji onu alıp onarmaya hazır olduğu zaman başka bir vücuda geri koymak istiyor. Bocanegra, Popular Science‘a şu açıklamalarda bulunuyor: “Teknoloji tamamen geliştiği zaman, beyni yapay bir vücuda nakledeceğiz. Yapay vücudun işlevleri, beyin dalgaları ölçülerek düşünceleriniz ile kontrol edilecek. Beyin yaşlandıkça, onu onarmak ve hücreleri iyileştirmek için nanoteknolojiyi kullanacağız. Klonlama teknolojisi de buna yardımcı olacak.”

Bu kulağa yeterince açık geliyor, fakat gerçekte bu, dünya çapındaki bilim insanlarının on yıllar boyunca çabaladığı bir şey ve şimdiye kadar bunun gerçekten başarılabileceğine dair hiçbir kanıt yok.
Tabii ki, yapay kollar, robotlar ve hatta diğer insanların kolları gibi şeyleri kontrol etmek için beyin dalgalarını nasıl kullanacağımızı çözdük, fakat yalıtılmış bir beynin bağımsız olarak düşünmesini ve bir vücudu kontrol etmesini sağlamak tamamen başka bir mesele.

Buna ek olarak, davranış ve eylemlerimizi düzenleme konusunda beynimizin tek başına çalışmadığı gerçeği her geçen gün daha açık hale geliyor. Hormonlarımızın yaptığı geribildirimin yanısıra vücutlarımızın diğer bölümlerinden ve hatta bağırsaklarımızda yaşayan bakterilerden gelen bilgiler bu işlemde çok önemliler.

Bu sebeple, uzmanların henüz Humai’nin haber bültenine kayıt olmuyor olmaları şaşırtıcı değil. İngiltereli bir yazılım danışmanı olan Michael Maven, The Huffington Post‘a bu fikrin imkansıza son derece yakın olduğunu, bunun sebebinin kısmen Bocanegra’nın sadece iki araştırmacıdan oluşan (toplam beş takım üyesinin içinde) bir takımı olduğunu ve risk sermayesi olmadığını söylüyor.
“Bunu bir makineye nasıl bağlayacak? Bunu basitçe USB ile bağlayamazsınız. Nanoteknoloji bir cevap değil, moda sözcük. Yaşayan dokudan oluşan bir organdan okunabilir düşünce ve fikirleri çıkarabilen teknoloji, şu an sahip olduklarımızdan çok uzakta.”
Yapay Zeka uzmanı Andrea Riposati bir adım daha ileri gidiyor ve tasarının mantıklılığını sorguluyor. İhtiyaç duyulan teknolojinin 30 yıl içinde hazır olacağını düşünmek için hiçbir bilimsel sebep olmadığını açıklıyor.
Fakat Bocanegra The Huffington Post’a cevap vererek, Humai’nin meşru bir tasarı olduğunu, çok hırslı olduğunu fakat üzerinde çalışmaktan heyecan duymasının sebebinin bu olduğunu söylüyor.


Kaynak :

  1. Bilimfili,
  2. Sciencedaily, A new start-up wants to transfer your consciousness to an artificial body so you can live forever, www.sciencealert.com/a-new-start-up-wants-to-transfer-your-consciousness-to-an-artificial-body-so-you-can-live-forever

Doğa Manzarası Öğrencilerin Performanslarını Artırıyor

University of Illinois’den araştırmacıların yürüttüğü yeni bir çalışmaya göre lise öğrencileri, penceresiz ya da penceresi binaları gören sınıflara kıyasla yeşil bir çevreyi gören pencerelere sahip sınıflarda daha iyi sınav performansı gösteriyorlar.

Araştırmacıların bulgularına göre; sınıf pencerelerinden dışarıdaki yeşil doğa manzarasını gören öğrenciler, dikkat gerektiren testlerde daha iyi performanslar gösteriyorlar ve stresten daha uzak kalıyorlar. University of Illinois peyzaj mimarlığı bölüm başkanı William Sullivan’ın belirttiğine göre yapılan bu araştırma, öğrencilerin performansları ile doğa manzarasını gören pencerelere sahip sınıflar arasındaki ilişkiyi ortaya koyan ilk çalışmaolma özelliğini taşıyor. Araştırmanın bulguları basılı olarak Landscape and Urban Planning dergisinde nisan 2016 da yayımlanacak, fakat makaleye şu anda online olarak da erişilebiliyor.

Araştırmada öğrencilerin dikkat kapasitelerinin yeşil doğa manzarasına sahip sınıflarda %13 arttığı belirtiliyor. Bu bulgular, okullar için uygulanan politikalarda bazı değişimlere yol açabilir.

Bilim insanları yaptıkları çalışmaya, Illinois şehir merkezindeki 5 farklı okuldan 94 lise öğrencisini dahil ettiler. Öğrenciler daha önceden tasarlanmış 3 farklı sınıfa rastgele yerleştirildiler. Bu sınıflardan birisi penceresizdi, bir diğeri binaları görüyordu ve üçüncü sınıf da yeşil bir manzaraya sahipti. Sınıfların tamamında aynı mobilyalar vardı, aynı boydalardı ve aynı şekilde düzenlenmişlerdi.

Araştırmada öğrenciler ayrı ayrı bireysel deneylere tabi tutuldular. Bu deneyler kapsamında; redaksiyon egzersizi, konuşma ve mental matematik egzersizleri 30 dakika boyunca öğrencilere uygulandı. Bu aktiviteleri takiben, öğrencilere dikkat testi yapıldı ve sonrasında 10 dakika ara verildi. Bu aranın sonrasında öğrencilere yeninden bir dikkat testi yapıldı. Bu dikkat testleri sırasında öğrencilerin duydukları sayıları aynı sırayla ve tam tersinden tekrarlamaları istendi.

Bütün bu deneyler sırasında da öğrencilere takılan sensörlerle kalp atışları, deri sıcaklıkları ve derilerinin nem oranına bakılarak stres seviyeleri ölçüldü. Öğrencilere ayrıca araştırma sırasında ve sonrasında verilen anketlerle zihinsel yorgunluklarını ve stres seviyelerini değerlendirmeleri istendi.

Araştırmanın bulgularına göre, verilen 10 dakikalık aranın sonrasında yeşil doğa manzarasına sahip sınıflarda olan öğrencilerin performansları %13 arttı. Penceresiz ve binaları gören sınıflarda deneylere tabi tutulan öğrencilerin ise performanslarında herhangi bir istatistiksel fark gözlemlenmedi.

Benzer şekilde, yeşil doğa manzaralı sınıflardaki öğrenciler verilen aradan sonra diğer sınıflardaki öğrencilere kıyasla stresten daha iyi uzaklaştıkları görüldü. Araştırmadaki ilginç bulgu ise, doğa manzarasının çocukların performansına ara vermeden önce herhangi bir etkisinin olmaması.

Dikkat Toplama Teorisi (Attention Restoration Theory)

Araştırmacılar hipotezlerini Dikkat Toplama Teorisi (Attention Restoration Theory) ile sonuçlandırıyorlar. Rachel ve Stephen Kaplan tarafından 1980 yılında geliştirilen bu teoriye göre; bir kişi bir göreve odaklanırken çevresel ya da düşüncesel dikkat dağıtıcı faktörleri uzaklaştırıp dikkat toplamak için bunlarla mücadele etmesi gerekiyor. Bunu gerçekleştirdiğinde de yorgunluk ve bir süre sonra da zihinsel olarak tükenmişlik hissediliyor.  Bu kişi odaklanmayı durdurduğu zaman, dikkati istemsiz şekilde belirli şeylere kayıyor- kamp ateşi, bir şelale ya da bir yavru köpek gibi… Bu şeylere odaklanmak herhangi bir çaba gerektirmiyor ve teorinin önermesine göre bunu yapmak beynin dinlenmesine ve tekrar dikkatini toplama yeteneğini eski haline getirmesine olanak sunuyor.

Bu konuyu deney üzerinden ele alacak olursak, öğrenciler dikkatlerini yapmak zorunda oldukları aktiviteler üzerinde topladılar. Verilen ara süresince de, eğer bulundukları sınıfın yeşil bir manzarası varsa dikkatleri istemsizce dışarıdaki manzaraya kaydı ve bu da mental enerjilerini restore etmelerini sağladı. Aynı şekilde, doğa manzarasına bakmak stresten uzaklaşmayı da sağladığından öğrencilerin performanslarında %13 gibi kayda değer bir artış sağlandı.

 


Kaynak:

  1. Bilimfili,
  2. University of Illinois at Urbana-Champaign. (2016, January 22). A green view through a classroom window can improve students’ performance. ScienceDaily. Retrieved January 30, 2016 from 

Göz Altı Torbalarının Sebebi Nedir?

Aynaya bakan hiç kimse gözlerinin altında torbalar görmekten hoşlanmaz, fakat 20 yaş üstündeki hemen hemen herkes bu deneyime aşinadır. Ve yaşlandıkça da özellikle sabahları bu torbaları görme sıklığınız giderek daha da artar. Göz altlarındaki bu duruma sebep olan çeşitli faktörler vardır ve 20li yaşlarda farkettiğiniz bu göz altı torbaları 40lı yaşlarınızdakinden çok daha farklıdır. Ancak öyle ya da böyle göz altı torbaları sizi olduğunuzdan daha yaşlı ve yorgun gösterir.

Göz altı torbalarının en büyük sebeplerinden birisi; ebeveynlerinizin de onlara sahip olmasıdır, yani genlerinizle alakalıdır ve kurtulmak için plastik cerrahi dışında yapılacak pek bir şey yoktur. Öte yandan, gençliğinizdeki uyku eksiklikleri, egzersiz yapmama, tamamen tuzlu gıdalar içeren bir diyet ve ödem de göz altı torbalarının oluşmasına sebep olabilir. Ayrıca, sinüs enfeksiyonları da düzenli olarak derinizi gözlerinizin altına doğru toplar. Eğer ki; sabahın erken saatlerinde göz altlarınızda oluşan torbalar görüyorsanız ve bu torbalar öğlene doğru kayboluyorsa, muhtemelen ödemden (su tutmadan) kaynaklanıyordur. Bunu gidermek için de yatağınızdaki yastığı yükselterek başınızı biraz daha yukarıda tutmanız gerekir.

Yaşlandıkça, göz altı torbaları giderek daha kalıcı hale gelir. Bu da yaşlanmanın doğal sonuçlarından birisidir ve sebebi oldukça basittir: Hepimiz yüzümüzde yağlara sahibizdir ve bu yağlar bağlar ve kaslar tarafından tutulur. Bizler yaşlandıkça, bu bağlar ve kaslar giderek zayıflar ve her şey çökmeye başlar, bu da yağların daha görünür olmasına sebep olur. Aynı şey derimizde de meydana gelir: Yaşlanmayla birlikte kollajen seviyeleri düşer ve bu durum da derinin elastikliğini kaybetmesine, dolayısıyla yüzümüz de dahil olmak üzere vücudumuzun her yerinde sarkmalara sebep olur.

Daha fazlası için aşağıdaki videoya göz atabilirsiniz.


Kaynak:

  1. Bilimfili,
  2. Sarah S. “What causes bags under eyes,” 

Beyin Aktivitesini Analiz Ederek Konuşma Tanıma

Konuşma, insanın serebral korteksinde üretilir. Konuşma süreçleriyle ilişkili olan beyin dalgaları direkt olarak korteksin yüzeyine yerleştirilen elektrotlarla kaydedilebilir. Bu dalgaların kaydedilmesiyle kesilmeden devam eden bir konuşmanın temel birimlerinin, sözcüklerinin tekrardan kurulabileceği ve cümlelerinin tamamlanabileceği gösterildi. KIT ve Amerika’daki Wadswarth Merkezi’ndeki araştırmacılar “Brain-to-Text” sistemlerini Frontiers in Neuroscience adlı bilimsel dergide sundu.

Elektrokortikografi ile kaydedilen beyin aktivitesi (mavi noktalar). Aktivite örüntülerinden (mavi/sarı) konuşulan sözcükler tanınabiliyor. Fotoğraf: CSL/KIT
Elektrokortikografi ile kaydedilen beyin aktivitesi (mavi noktalar). Aktivite örüntülerinden (mavi/sarı) konuşulan sözcükler tanınabiliyor.
Fotoğraf: CSL/KIT

KIT’in Bilişsel Sistemler Laboratuvarı’ndan ekibiyle birlikte bu çalışma sürdüren Tanja Schulz, “Uzun zamandır, insanların beyin dalgaları vasıtasıyla makinelerle iletişim kurup kuramadığı tartışılıyordu” diyor ve ekliyor: “Bu istikamette atılan en büyük adım olan sonuçlarımız hem tek başlarına konuşma seslerinin hem de kesintiye uğratılmayan konuşma cümlelerinin beyin aktivitesinden tanınabileceğini gösteriyor.”

Bu sonuçlar bilişim, sinirbilim ve tıp alanlarından araştırmacıların disiplinlerarası ortaklığı sayesinde elde edildi. Karlsruhe’de sinyal işleme ve otomatik konuşma tanıma yöntemleri geliştirildi ve uygulandı. Doktora çalışmaları esnasında Brain-to-Text sistemini geliştiren Christian Herff ve Dominic Heger, “Konuşmanın beyin aktivitesinden deşifre edilmesinin yanı sıra modellerimiz, konuşma süreçlerinde aktif olan beyin bölgelerinin ve bunların birbirleriyle olan etkileşiminin detaylı analizini sunuyor” dedi. Bu sistem, kesintiye uğramadan devam eden konulmayı deşifre eden ve onu metinsel olarak gösterimleyen ilk sistemdir. Bu amaçla kortikal bilgi, dilbilimsel bilgi ve makine öğrenme algoritmalarıyla birleştirilerek en muhtemel olan sözcük dizilerini seçiyor. Şu anda, Brainto- Text işitsel konuşmayı temel alıyor. Ancak bu sonuçların elde edilmiş olması, düşünceden konuşmayı tanımak için atılmış önemli bir adımdır.

Amerika’da, araştırmaya klinik tedavileri devam ederken gönüllü olarak katılan 7 epilepsi hastasının beyin aktivitesi kaydedilmiştir. Bir elektrot dizisi hastaların nörolojik tedavisi için serebral korteksin yüzeyine yerleştirilmişti (Elektrokortikografi (EKoG)). Hastalar örnek metinleri sesli bi şekilde okurken EKoG sinyalleri yüksek çözünürlükle kaydedildi. Daha sonra, Karlsruhe’deki araştırmacılar Brain-to-Text’i inşa edebilmek için veriyi analiz etti. Temel bilimin ve beyindeki kompleks konuşma süreçlerini anlamanın yanı sıra Brain-to-Text, gelecekte şuurunu kaybetmemiş fakat vücudu tamamen felç olan hastalarla iletişim kurabilmek için de önemli bir adım.
Brain-to-Text’in işleyişi üzerine bir video;


Kaynak:

  1. Bilimfili,
  2. Science Daily “Speech recognition from brain activity” 
  3. Christian Herff, Dominic Heger, Adriana de Pesters, Dominic Telaar, Peter Brunner, Gerwin Schalk, Tanja Schultz. Brain-to-text: decoding spoken phrases from phone representations in the brain. Frontiers in Neuroscience, 2015; 9 DOI: 10.3389/fnins.2015.00217

Uyku Sırasında Cinsel Uyarılma

Uyku sırasında cinsel olarak uyarılma konusu 1960’lardan beri bilim insanlarının inceledikleri bir konu. Özellikle erkeklerde, uykunun Hızlı Göz Hareketleri (REM) evresinde ereksiyon halinin oluştuğu yaygın olarak bilinen ve incelenen bir gerçek. Peki ya dişilerde böyle bir uyarılma oluyor mu?

60’lardan sonra yapılan araştırmalarda, dişilerde de aynı uyarılmanın olduğuna dair bulgulara rastlandı. Tabii ki uyarılmanın sonucu erkeklerdeki kadar bariz olarak tespit edilemediğinden, bu araştırmalar genellikle daha zor gerçekleştirilebiliyor. Bu tür uyarılmanın anlaşılabilmesi için, erkeklerde penisin büyümesi kontrol edilirken, dişilerde klitoriste meydana gelen fiziksel değişimler ve cinsel organ sıcaklığındaki değişimler takip ediliyor. Buna rağmen, 60’lar ile 70’ler arasında uyku sırasında dişi uyarılması konusunda yapılan çalışmalar çok nadir ve genellikle sonuçsuz araştırmalar olarak kaldı.
Günümüzde yapılan çalışmalar daha çok dişilerin cinsel organlarına kan akışının takip edilmesi yoluyla yapılmakta. Bu çalışmalar oldukça net bir şekilde, dişilerin de, tıpkı erkeklerde olduğu gibi, REM uykusu sırasında cinsel olarak uyarıldıklarını ortaya koydu. Bu uyarılma erkeklerde penisin büyümesine (ereksiyona) neden olurken, dişilerde cinsel organın ıslanmasına ve kabarmasına neden oluyor.
Araştırmalar sonucunda bu uyarılmanın şiddetinin çok farklı olabileceği de anlaşıldı: kimi zaman bu uyarılma çok hafif ve hissedilmez şekilde olurken, kimi zaman dişinin masturbasyon yaptığı bir zaman veya erotik bir film izlerken olduğu kadar uyarıldığı tespit edildi. Dolayısıyla tıpkı erkeklerdeki gibi bu uyarılma halinin şiddeti uykudan uykuya ve zamandan zamana değişim gösterebiliyor.
Peki ya neden uyandığımızda uyarılmış hissediyoruz? Bunun sebebi şu anda tam olarak bilinmiyor. Ancak bilinen bir şey, bu durumun genellikle sadece REM uykusundan uyanan insanlarda olduğu. Hem de “sabah ereksiyonu” olarak bilinen bu durum sadece erkeklerde değil, dişilerde de aynı şekilde görülüyor. Yapılan araştırmalarda birçok dişinin sabah uyandıklarında cinsel olarak uyarıldıklarını hissettikleri, meme uçlarının kabarık olduğu ve hatta kimi zaman orgazm düzeyinde uyarılmış olarak uyandıkları raporlandı. Dolayısıyla bu açıdan da erkeklerle dişilerin uyku sırasında uyarılmalarıyla ilgili pek fark yok.
Bu durumun nedenlerine yönelik araştırmalar halen sürüyor. Bilim insanlarının aklına gelen ilk ve en net cevap, gördüğümüz rüyaların bizi uyarıyor olabileceği yönünde… REM uykusu sırasında, neredeyse her sefer, uyarılmamıza neden olacak kadar erotik rüyalar görüyor olabilir miyiz? Bu rüyalar, doğacak yeni günde bireyleri olası cinsel birleşmelere karşı vahşi hayatta hazırlıklı tutuyor olabilir mi? Bu soruların cevabı tam olarak bilinmiyor. Belki de orgazm düzeyine varabilen bu uyarılmaların tek sebebi rüyalar değildir ve beynin vücut fonksiyonlarını uyku sırasında düzenlemesinin bir yan etkisi olarak oluşmaktadır.
İnsanlar olarak halen vücutlarımızı tam olarak tanımıyoruz ve her şeyin nasıl çalıştığını henüz çözebilmiş değiliz. Ancak vücudu inceledikçe, daha ilginç mekanizmalar keşfediyoruz ve bunların atalarımızda ne gibi işlever görebileceğini ve neden evrimleşmiş olabileceğini anlıyoruz. Varlığımızı borçlu olduğumuz hayatta kalma ve üreme becerilerimizle ilgili keşifler her zaman ilgi çekmeyi sürdüreceğe benziyor.
 
Kaynaklar ve İleri Okuma:

Bir Kişinin Endişeli Olup Olmadığını Yürüyüşünden Anlayabilir miyiz?

Birisi size dün akşam düz bir çizgide yürüyemediğini söylediğinde, bu kişinin alkol almış olabileceğini düşünebilirsiniz. Evet bu durum yeterince akıllıca bir düşünüş biçimi olabilir. Fakat bir psikoloji araştırması; bir tarafa yalpalamanın farklı bir sonuca işaret ettiğini ileri sürüyor. Buradaki taraf ise; sol taraf. Sol tarafa doğru bir yalpalama söz konusu ise bu araştırmaya göre; kişi endişeli demektir.

University of Kent’ten araştırmacılar; endişeli insanların genel olarak sola eğilimli olduklarını belirlemek için basit bir deney tasarladılar. Cognition ‘da yayımlanan çalışmada; gözleri bağlı katılımcılar bir oda zeminine çizilmiş düz bir çizgide tekrar tekrar yürümeye çalıştılar. Kişilik testlerine dayanarak daha fazla endişeli olduğu görülen katılımcıların sola sapma eğiliminde oldukları görüldü. Araştırmacılar; sola sapma durumunun beynin sağ kısmında sol kısmına kıyasla daha fazla aktivite gerçekleştiğine işaret ediyor.

Ortaokul Fen Bilimleri derslerindeki öğrendiklerinize dair bir tarama yaparsanız, beynin her lobunun vücudun zıt kısımılarındaki kasları kontrol ettiğini hatırlarsınız (sağ gözünüzü, sol beyniniz sayesinde kırpabilirsiniz.) Buradan yola çıkıldığında çapraz yarım küresel ilişki biraz karmaşıklaşıyor. Beynin iki tarafı birlikte çalışabilmelerinin ve hatta farklı yoğunlukta olmalarının yanı sıra aynı zamanda da asimetriktirler. Ancak, bilişsel, duygusal ve davranışsal işlevlerin bir arada olduğu kişilik özellikleri düşünüldüğünde ise karakteristikler ile beyin lobları arasında doğrudan bir bağlantı olduğunu saptamak oldukça güçtür.

Araştırmadaki durumda ise; araştırma ekibi, yanal konumsal sapma (sağa ya da sola eğimli yürümek) ve motivasyon ile alakalı iki karakter arasındaki ilişkiye dair inceleme yürüttü. İlki, hedef yönelimli (en. goal-oriented behavior) davranışı göz önüne alan davranışsal yaklaşım. Burada, gözünü ödüle dikmiş rakipler daha iyi bir skor elde ederler. İkincisi ise; engelleme (burada; endişe). Olumsuz tehditleri (gri göküyüzü = kıyamet yaklaşıyor)  algılamakta hızlı olan insanlar engelleme gösterirler.

Sağ Yanal Eğilim- Sol Beyin İlişkisi

Geçmişte yapılan sinirbilimi ve biliş araştırmaları; hedef odaklı davranışta, orantısız seviyede yüksek sol beyin aktivitesi ve sağ yanal eğilim arasında bir bağlantı olduğunu ortaya koymuştu. Örneğin; merivenden çıkarken sağa doğru yönelenlerin sol beyinlerinde bir aktivite gerçekleşiyor demektir.

Öte yandan, bağlantının ne zaman ortaya çıktığı ise belirsiz durumda. Bazı psikologlar, yarış içindeki bireylerin yoğun baskı altındaki durumlarda (örneğin; şampiyonluk maçı gibi) sağa eğilmeye başladıklarını düşünüyor. Esasında, sağa yönelme (sol ön-lob aktivitesi) ve kişisel tatmin arasında bazı bağlantılar var, ancak bu bağlantılar yalnızca bazen ortaya çıkabiliyorlar ve ne zaman çıktıklarını bilmiyoruz.

Endişeliler ne tarafa yöneliyorlar?

Sinirbilimi araştırmaları, endişe ve sağ beyin lobu aktivitesi arasında bir bağlantı olduğuna işaret ediyor. Fakat, üçgenin üçüncü kenarına yani sol yanal sapmaya dair destekleyici parçalar çok güçlü değil. Araştırma ekibi; engellemenin, tek başına sola hareket etmeyi belirlediğine dair kesin bir kanıt olmadığını söylüyor.

Ekip; anksiyete testinde yüksek skorlara sahip insanlarda; hedef yönelimli olmak ile sağa doğru hareket arasında bir bağlantının ortaya çıkmadığını ve bu durumun da ilk kez kayıp bağlantıya dair deliller sağladığını düşünüyor. Katılımcının anksiyete seviyesi arttıkça, sola eğilimli yürümenin de arttığı gözlemlendi.


Araştırma Referansı: Bilimfili, Weick, Mario, John A. Allen, Milica Vasiljevic, and Bo Yao. “Walking blindfolded unveils unique contributions of behavioural approach and inhibition to lateral spatial bias.” Cognition 147 (2016): 106-112.

Kağıttan Yapılan Minik Çipler ile Karaciğer Fonksiyon Testleri

Karaciğerin durumunu gözlemlemek için yapılan kan testleri gelişmiş ülkelerde tıbbi bakımın standart bir parçasıdır. Özellikle bazı hastalıkların tedavisi için kullanılan ilaçlar ve enfeksiyonlar (Hepatit, HIV, sıtma gibi)karaciğerde fonksiyon bozukluklarına neden olabilen faktörlerdendir. Bu durumdaki hastaların düzenli olarak karaciğer fonksiyon testlerini yaptırması gerektiği doktorlar tarafından önerilmektedir. Özellikle az gelişmiş ülkelerde bu testlerin maliyeti ve kısıtlı laboratuvar imkanları hastaların takibinde problemler yaratabilmektedir.

2007 yılından beri kağıt temelli çipler üzerine çalışan Harvard Üniversitesi’nden Whitesides ve ekibi tarafından, karaciğer fonksiyonunun belirteçlerinden Aspartat aminotransferaz (AST) ve Alanin aminotransferaz (ALT) düzeylerini saptayabilen minik çipler geliştirildi. Bu kağıttan yapılan minik çipler sayesinde parmaktan alınan tek bir damla kan ile 15 dakika içinde karaciğerinizin durumunu öğrenebilirsiniz.

kagittan-yapilan-minik-cipler-ile-karaciger-fonksiyon-testleri-1-bilimfilicom
Yukarı kısımda çipin tepeden görünüşü, aşağı kısımda da çipin aşağıdan görünüşü bulunuyor. Yukarıdan aşağıya doğru filtrelenen kanın, testler sonrasında oluşturduğu görüntü sağ alt köşede resmedilmiş.

Minik çipin çalışma prensibi gerçekten çok basit.  Kanın hidrofilik kağıt üzerindeki akışını kontrol altına alabilmek için hidrofobik özellikteki wax kağıt üzerine uygulanarak mikro-akışkan kanallar oluşturuluyor.  Damlatılan kan kapiler etki sayesinde çip içindeki kağıt filtreden geçerek eritrositlerinden (kırmızı kan hücreleri) ayrılıyor ve plazma sıvısı elde ediliyor. Daha sonra bu plazma sıvısı hidrofilik kağıt üzerindeki bir takım kimyasallar ile reaksiyona girerek renk değişimi meydana getiriyor. Oluşan renk ile kandaki AST ve ALT düzeyleri belirlenebiliyor.

Minik çiplerin içinde hiçbir elektronik yapının bulunmaması ve kağıttan yapılması maliyetleri bir hayli düşürüyor. Ayrıca ürünün kullanıldıktan sonra yakılabilir olması biyolojik tehlikeli atık imhası için büyük bir avantaj sağlıyor.

Diagnostics For All şirketi tarafından üretimi yapılan ürünün klinik çalışmaları yapılmış ve klinikte rutin kullanımın uygun olduğu belirlenmiş. Ürün şu an dünya pazarına girmeye hazırlanıyor.

 


Kaynaklar : 

  1. Bilimfili
  2. Jain, S. et al. Performance of an Optimized Paper-Based Test for Rapid Visual Measurement of Alanine Aminotransferase (ALT) in Fingerstick and Venipuncture Samples. PLoS ONE 10(5):e0128118 (2015). DOI:10.1371/journal.pone.0128118
  3. Vella, S.J. et al. Measuring Markers of Liver Function Using a Micropatterned Paper Device Designed for Blood from a Fingerstick. Anal. Chem. 84, 2883−2891 (2012). DOI: 10.1021/ac203434x
  4. Diagnostics for all company. DFA Liver Function Test Receives ISO Certification In Canada and UK. http://dfa.org/new-blog/2015/11/12/press-release-dfa-liver-function-test-receives-iso-certification-in-canada-and-uk (Erişim tarihi: 2016, 26 Ocak).

Elmas ve Yaşam, Aynı Köke mi Dayanıyor?

Johns Hopkins Üniversitesi’nin öncülük ettiği araştırma ekibinin yeni bulguları,  Dünya yüzeyinin altında dipte bulunan karbonlarla ilgili detayları ve bu yeraltı karbonlarının gezegenimizdeki yaşamın başlangıcına olan etkisini ortaya çıkarıyor. Ekip ayrıca çekirdek kabuğunda nasıl elmas oluştuğuna dair başka yeni bir teori geliştirdi.

 Bilim insanları, on yıllardır yer kabuğunda bulunan elementlerle ilgili ne kadar çok şey öğrenmiş olsalar da, Dünya yüzeyinin çok altında bulunan karbon elementinin davranışları hakkında çok az bir kavrayışa sahipler. Jeokimyacı Dimitri Sverjensky, Washington Carnegie Enstitüsü’nden Vincenzo Stagno ve Master öğrencisi Fang Huang, yerin 160 kilometre altında hangi çeşit karbondan ne kadar bulunduğunu hesaplayan ilk grup oldular. Sadece bir hatırlatma olarak şunu söyleyeyim, bu seviyelerde yaklaşık sıcaklık 1150 °C.

Nature Geoscience’da yayınlanan çalışmada, Sverjensky ve ekibi dalma kuşağı “subduction zone” dip bölgelerinden kaydedilen karbondioksit ve metan gazına ek olarak, çok çeşitli organik karbon türleri olduğunu kaydetti. Kabul edersiniz ki bu çok büyük bir buluş çünkü Dünya üzerindeki yaşamın ve elmasların oluşmasının açıklaması olabilir.
Dünya ve Gezegen Bilimleri Bölümü profesörü Sverjensky şöyle dedi: “Bu derin sıvıların sığ Dünya’ya yaşam için yapı taşları taşıyor olma ihtimali fazlasıyla heyecan verici. Bu buluş, hayatın başlangıcı için bir şifre olabilir.”

Sverjensky’nin teorik modeli, – Deep Earth Water- olarak biliniyor. Bu model ekibin çekirdek kabuğu konsantrasyonunda bulunan ve eski tektonik plakalardan gelen kimyasal  sıvıları belirlemesinde çok işe yarıyor. Bazı sıvılar, özellikle çekirdek kabuğu peridotit mineralleriyle dengede olanlar, içeriklerinde tam da beklenen miktarlarda metan ve karbondioksit barındırıyor. Fakat diğerleri, yani elmas ve eklojist mineraller yani seçme taşlarla dengede olanlar ise yapısında çözünmüş organik karbon türleri barındırıyor. Örneğin sirkede bulunan asetik asitler gibi

Yüksek konsantrasyonlu çözünmüş karbon türlerinin varlığı, bu türlerin yüksek miktarda karbonu “subduction zone” adı verilen dalma kuşağından -çekirdek kabuğunu değiştirerek elementlerin atmosphere geri dönüşümünü etkiledikleri alan olan- çekirdek kabuğu kamasına taşıdığı gerçeğini öne çıkarıyor.
Araştırma ekibi aynı zamanda organik karbon içeren bu çekirdek kabuğu sıvılarının daha önce bilmediğimiz bir yolla elmas oluşturabileceği ihtimalini de öne sürüyor. Bilim insanları uzun yıllar elmas oluşumunun karbondioksit veya metan ile başlayan kimyasal reaksiyonlar sonucu gerçekleştiğine inanmıştı; ancak bu organik türler elmas ve değerli taşların oluşumu için geniş bir skalası olan başlangıç materyalleri ihtimaline dikkat çekiyor.

Yapılan bu araştırma yeryüzündeki karbonu anlamayı hedefleyen ve dünya çapında gerçekleştirilen 10 yıllık bir proje olan “Derin Karbon Rasathanesi” nin bir parçası. Bu çalışma Alfred P. Sloan Foundation tarafından finanse ediliyor.


Kaynak: Bilimfili

Referans: Dimitri A. Sverjensky, Vincenzo Stagno, Fang Huang. Important role for organic carbon in subduction-zone fluids in the deep carbon cycle. Nature Geoscience, 2014; DOI: 10.1038/ngeo2291