Sinonim: Opthalmologie, Opthalmology
Renk Algımız Mevsimlere Göre Değişiyor
Eğer yaz ve bahar mevsimleri sizde daha canlı ve yoğun renklere çağrışım yaparken, kış mevsimi daha sönük tonları çağrıştırıyorsa, bu durumun bir nedeni var. Mevsimlerin değişmesiyle, etrafımızdaki doğal çevre de ısınan hava koşullarıyla birlikte ortaya çıkan bitki yaşamı ve yeşillikten kaynaklı olarak daha renkli bir ortama dönüşür. Öte yandan ise, kış mevsiminin ortaya çıkardığı daha kısa ve erken kararan günlerden kaynaklı olarak da genellikle etrafımızdaki renkler daha az fark edilir.
Fakat bilim insanları, bugüne kadar çevremizdeki bu renk değişiminin renkleri algılama şeklimizi etkilediğini bilmiyorlardı. University of York ‘tan araştırmacılar ilk defa olarak; beynimizin yaz ve kış mevsimlerinin ortaya çıkardığı farklı renk seviyelerini dengelemeye çalışırken aslında renk algımızın bütün bir sene boyunca değiştiğini ortaya koydular.
Araştırma ekibinden ve makalenin baş yazarı Lauren Welbourne:
“Mevsimler arasında görüşümüz çevredeki değişimlere adapte olmaya çalışıyor. Dolayısıyla, yaz mevsiminde daha fazla miktarda yeşillik varken, görsel sistemimiz bu gerçekliği göz önünde bulundurmalı ve ortalama olarak bu mevsimde daha fazla yeşile maruz kalırız” diyor.
Renk algısının doğal çevreden etkilendiği teorisini test etmek için, araştırmacılar 67 erkek ve ve kadın birey ile iki ayrı mevsim boyunca (Ocak ve Haziran aylarında) bir deney yürüttüler. Deneyde, katılımcılar karanlık bir odaya kapatıldı ve ellerine, “benzersiz bir sarı renk” bulana kadar ayarlama yapmalarına olanak tanıyan birrenkölçer verildi.
İnsan gözü; diğer renklerden herhangi bir karışım içermeyen dört eşsiz renk tonunu (ana rengi) –mavi, yeşil, sarı ve kırmızı– tanımlayabilir. Eşsiz sarı rengi ise bu renkler arasında özel olanıdır ve toplumların büyük çoğunluğunda değişmezdir. İnsan gözünün farklılığına rağmen, temelde herkes herhangi bir zamanda eşsiz sarının ne olduğu üzerinde uzlaşabilirler.
Ancak, deney iki tamamen farklı mevsimde gerçekleştirilmesine rağmen, aynı katılımcılar eşsiz sarıyı iki farklı renk olarak tanımlamıştır.
Welbourne bu durumu şöyle izah ediyor:
“Kış mevsiminde etrafımız genellikle gridir ve yaz mevsiminde her yer yeşile döner. Görüşümüz bu değişimleri (sarının nasıl göründüğü düşüncesi) dengeler. Bu durum televizyonunuzdaki renk dengesiyle oynamanıza benzetilebilir.”
Current Biology ‘de yayımlanan çalışmanın bulguları; pratik anlamda bir uygulama sağlamıyor, fakat bize; beynimizin çalışma biçimine dair daha çok şey anlatıyor ve yapılacak psikolojik araştırmalara zemin sağlamak açısından faydalı olabilir.
Araştırmanın; çevremizdeki doğal değişimlerin renk algımızı etkilediğini ortaya koyan ilk çalışma olduğunu söyleyen Welbourne:
“Çalışmamız, her ne kadar bir hastalığın nasıl tedavi edileceğine dair bulgular sunmasa da, özellikle görüş ve renk algısı sürecinin nasıl işlediği hakkında daha fazla şey öğrenmemiz, dünyayı tam olarak nasıl gördüğümüze dair daha iyi bir kavrayış geliştirmemizi sağlayabilir. Bu durum görsel bozuklukları tanılama ve tedavi etme biçimimizde zincirleme bir etkiye sahip olabilir” diyor.
Kaynak:
- Bilimfili,
- Peter Dockrill, “Our perception of colour changes as seasons change, study finds”, http://www.sciencealert.com/our-perception-of-colour-changes-as-seasons-change-study-finds
- Lauren E. Welbourne, Antony B. Morland, Alex R. Wade Human colour perception changes between seasons Current Biology Volume 25, Issue 15, pR646–R647, 3 August 2015 DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.cub.2015.06.030
Gözdeki Nöronlar Hareketi Algılamak İçin Matematikten Yararlanıyor
Gözlerimiz beynimize sürekli olarak çevremizde olup bitenler hakkında bilgi gönderir. Gelen bilgi beyinde tanıyabileceğimiz nesneler biçiminde düzenlenir. Bu süreçte gözde bulunan bir dizi nöron, bilgi taşınımı içinelektriksel ve kimyasal sinyaller kullanır. Ulusal Sağlık Enstitüleri’nde (İng. National Institutes of Health – NIH) fareler üzerinde yapılan bir çalışmada bir nöron türünün bu sayede nasıl hareket eden nesneleri ayırt edebildiği ortaya kondu. Buna göre, normalde öğrenme ve bellek ile ilişkilendirilen bir protein olan NMDA reseptörü, gözdeki ve beyindeki nöronlara bu bilgiyi taşımada yardımcı olabiliyor.
Araştırmadan elde edilen bulgular Neuron dergisinde yayımlanan ve baş yazarlığını Jeffrey S. Diamond’ın yaptığı bir makale ile açıklandı. “Göz hem dış dünyaya, hem de beynin içsel işleyişine açılan bir penceredir. Yaptığımız çalışma, gözdeki ve beyindeki nöronların karmaşık bir görsel dünyada hareketi algılamalarına yardımcı olması için NMDA almaçlarını nasıl kullanabileceklerini gösterdi,” diyor Dr. Diamond.
Işık göze girip, göz küresinin arkasındaki retinaya ulaştığında görme başlar. Retinada bulunan nöronlar, ışığı sinirsel sinyallere dönüştürerek beyne iletir. Dr.Diamond’un laboratuvar ekibinden Dr. Alon Poleg-Polsky, fare retinası üzerinde yaptığı çalışmalar sırasında yönelimsel seçici retina ganglion hücrelerini (İng. directionally selective retinal ganglion cells – DSGC) incelemiş. DSGC hücrelerinin göze göre belli yönlerde hareket eden nesneler olduğunda ateşlenerek, beyne sinyal gönderdiği biliniyor.
Elektriksel olarak kaydedilen verilere göre bu hücrelerin bir bölümü retinaya ışık hüzmesi soldan sağa doğrudüştüğünde ateşlenirken, hücrelerin diğer bir bölümü ise ışık hüzmesi retinaya ters yönde düştüğünde ateşleniyor. Daha önce yapılan çalışmalarda, bu benzersiz tepkilerin komşu hücrelerin kimyasal iletişim noktaları olan sinapslardan gönderilen sinyallerin alımı ile kontrol edildiği öne sürülmüştü. Bu çalışmada Dr. Poleg-Polsky bir sinaps kümesindeki NMDA reseptörlerinin aktivitesinin, DSGC hücrelerinin beyne yöne duyarlı bilgi gönderip göndermeyeceğini düzenleyebileceğini keşfetti.
NMDA almaçları, glutamat ve glisin nörokimyasallarına tepki olarak elektriksel sinyaller üreten proteinlerdir. Etkinleştiklerinde, elektriksel yük taşıyan iyonların tıpkı kapağı açılmış bir kanala akan su gibi hücrelerden içeri ve dışarı akışına izin verirler.
1980’lerin başlarında Fransa’da ve NIH Enstitüleri’nde yapılan çalışmalarda, nöron kuvvetle aktifleştirilmediği ve elektriksel durumu belli bir gerilimin üstüne çıkmadığı sürece magnezyumun akışı engellediği görülmüştür. Bu düzenlemenin belli öğrenme ve bellek türleri için ve ayrıca nöronlardaki sinyallerin yükseltilmesi (İng. amplify) için kritik olduğu düşünülmüştür.
Dr.Poleg-Polsky tarafından yapılan başka deneylerde de magnezyumun NMDA almaçları üzerindeki kontrolünün DSGC hücrelerinin ateşlenmesini nasıl düzenleyebildiği incelendi. Gerçek koşulları taklit etmek için Dr.Poleg-Polsky farklı arka plan ışıklarına maruz bıraktığı retinaların üzerinden ışık hüzmeleri geçirdi. Araştırma sonuçları, arka plandaki ışıkların ürettiği sinyal akışının karışmasına rağmen, geçen ışık hüzmelerine yanıt olarak hücrelerin beyne sürekli bilgi iletiminin değişken magnezyum engeli ile güvencelendiğini ortaya koydu.
NMDA almaçları hücrelerin hüzmelere verdiği tepkileri çarpımsal ölçekleme (İng. multiplicative scaling) adı verilen bir işlemle yükselterek bunu gerçekleştiriyor. “Gözdeki hücreler çarpma işlemi yapabiliyor. Bu da hücrelerin bir kaplanın aheste bir biçimde geziniyor mu yoksa hızlı hareketlerle yemek peşinde mi olduğunu belirlemesine yardımcı oluyor,” diyor Dr.Poleg-Polsky. Bu çalışmanın sonuçları, NMDA almaçlarının nöronların bilgi iletiminde nasıl kritik bir rol oynadığını öneren ve giderek artan kanıtlar yığınını destekliyor. “Elde ettiğimiz sonuçlara bakılırsa, NMDA almaçları nöronların kendilerini ilgilendiren bilgiyi gereksiz arka plan gürültüsünden ayırmalarına yardımcı oluyor,” diyor Dr.Diamond.
Kaynak:
- Bilimfili
- MedicalXpress, “Eye cells may use math to detect motion”
< http://medicalxpress.com/news/2016-03-eye-cells-math-motion.html >
İlgili Makale: Alon Poleg-Polsky et al. “NMDA Receptors Multiplicatively Scale Visual Signals and Enhance Directional Motion Discrimination in Retinal Ganglion Cells”, Neuron (2016). DOI: 10.1016/j.neuron.2016.02.013
Fosfen Fenomeni: Işık Olmadan Işığı Görmek
Fosfen olarak bilinen fenomen, dış ışık uyaranları olmadığında bile parlak ışıltılar veya ışık parlamaları görme deneyimini ifade eder. Genellikle karanlıkta otururken, gözleri sıkıca kapatırken veya gözlere baskı uygularken yaşanan fosfenler, görsel sistemdeki sinirsel aktivitenin büyüleyici tezahürleridir. Fosfen terimi, Yunanca phōs (ışık) ve phainein (göstermek) kelimelerinden türetilmiştir ve “görünen ışık”ın özünü yansıtır.
Fosfenler Nasıl Oluşur
Fosfenler öncelikle retina ve görsel sistem içindeki fotoreseptörlerin veya sinir yollarının mekanik, elektriksel veya manyetik uyarılması sonucu oluşur. Görsel bilgi normal koşullarda ışığın retinadaki fotoreseptörleri aktive etmesiyle işlenirken, fosfenler bu tür dış ışık uyaranları olmadığında ortaya çıkar. Bunun yerine, ışığa olan ihtiyacı atlayarak görsel sistemin doğrudan uyarılmasıyla ortaya çıkarlar.
Fosfen Oluşum Mekanizmaları
Mekanik Uyarım:
- Retina veya çevresindeki dokular, gözlere sürtme veya bastırma gibi mekanik olarak uyarıldığında, fotoreseptörler aktive olur. Bu uyarım, beynin ışık olarak yorumladığı sinyalleri tetikler.
- Örneğin, gözleri sıkıca kapattıktan veya ovuşturduktan sonra görülen ışıltılı ışıklar veya flaşlar, retina üzerindeki mekanik basınçtan kaynaklanır.
Kas Kasılması ve Basınç Değişiklikleri:
- Hapşırma, öksürme, gülme veya hatta burnunuzu sümkürme gibi aktiviteler fosfenlere yol açabilir. Bu eylemler, göz içi veya kafa içi basıncında geçici değişikliklere neden olarak görsel yolları dolaylı olarak uyarabilir.
- Aniden kan basıncında düşüşler, örneğin hızla ayağa kalkmak, retinaya ve beyne giden kan akışının azalması sonucu fosfenleri tetikleyebilir.
Elektriksel Uyarım:
- Fosfenler, retinanın veya optik sinirin doğrudan elektriksel uyarımı yoluyla yapay olarak indüklenebilir. Örneğin, kör bireylerde görmeyi geri kazandırmak için tasarlanmış belirli nöroprotez cihazlarda, görsel korteksi aktive etmek için elektrik sinyalleri kullanılır ve yapay görsel girdi olarak fosfenler üretilir.
Manyetik Uyarım:
- Manyetik alanlardaki hızlı değişiklikler retinayı veya görsel korteksi uyarabilir. Örneğin, uzaydaki astronotlar yörüngedeyken kozmik ışınlar veya manyetik alan değişiklikleri nedeniyle fosfenler gördüklerini bildirmişlerdir.
Yaygın Senaryolar ve Örnekler
Fosfenler çeşitli günlük senaryolarda ve benzersiz ortamlarda ortaya çıkar:
- Gözleri Sıkıca Kapatma: Gözlerinizi sıkıca kapattığınızda görülen kısa flaşlar veya desenler mekanik uyarımın klasik bir örneğidir.
- Gözleri Ovuşturma: Kapalı gözlerin nazikçe veya sertçe ovulması, retina hücrelerinin mekanik aktivasyonu nedeniyle dönen ışıklar veya renkli şekiller oluşturur.
- Ani Hareketler veya Basınç Değişiklikleri: Hapşırma, gülme veya öksürme sonrasında görülen görsel kıvılcımlar, geçici mekanik veya basınç kaynaklı uyarım nedeniyle oluşur.
- Astronotlar ve Manyetik Alanlar: Uzayda, manyetik alandaki değişiklikler veya kozmik ışınlara maruz kalma, doğrudan retinayı veya görsel yolları uyararak fosfenlere yol açabilir. Bu fenomen astronotlar tarafından sıklıkla bildirilmiştir.
Tıbbi ve Bilimsel Bağlamlarda Fosfenler
Araştırma ve Görme Protezleri:
- Fosfenler, kör bireyler için görsel protez geliştirmede önemli bir ilgi alanıdır. Araştırmacılar, görsel korteksi veya retinayı elektriksel olarak uyararak yapay görme işlevi gören fosfenler yaratabilirler.
Elektromanyetik Etkiler:
- Transkranial manyetik stimülasyon (TMS) veya elektromanyetik alanlara maruz kalmayı içeren deneyler, fosfenlerin görsel korteks etrafındaki manyetik değişikliklerle indüklenebileceğini doğrulamıştır.
Tanısal ve Nörolojik Önem:
- Fosfenler bazen migren auraları veya retina dekolmanı gibi görsel sistemi veya beyni etkileyen durumlarla ilişkilendirilir. Fosfenlerin varlığı ve özellikleri bu gibi durumlarda tanısal ipuçları sağlayabilir.
Genişletilmiş İçgörüler
Fosfenlerin incelenmesi, sinirbilim ve oftalmolojiden uzay tıbbına kadar birçok bilimsel alanı birbirine bağlar. Bu ışıklı hisler, beynin, harici duyusal girdinin olmadığı durumlarda bile, sinir sinyallerini işleme ve yorumlama konusundaki karmaşık yeteneğini vurgular.
Keşif
Antik Gözlemler
Antik Yunan (~MÖ 400):
- Demokritos ve Aristoteles gibi filozoflar, dış ışıkla ilgisi olmayan görsel deneyimler hakkında spekülasyonlarda bulundular. Aristoteles, kapalı gözlere bastırıldığında “parlak noktalar” görme fenomenini, mekanik olarak indüklenen fosfenlerin erken bir anlatımını tanımladı.
MS 2. Yüzyıl – Galen:
- Romalı bir hekim olan Galen, dış aydınlatma olmadan algılanan ışık hislerini kaydetti ve bunların sinirsel kökenleri hakkında spekülasyonlarda bulundu.
Orta Çağ ve Rönesans Gözlemleri
10. Yüzyıl – İbn-i Heysem:
- İbn-i Heysem, Optik Kitabı adlı eserinde ışığın davranışını ve görsel algıyı ele aldı. Göze bastırmanın ışık benzeri hisler ürettiğini öne sürerek, görmede içsel uyarımın rolünü vurguladı.
17. Yüzyıl – Johannes Kepler (1604):
- Kepler, göz üzerine yaptığı çalışmalarda fosforları retina mekaniğiyle ilişkilendirdi. Göze uygulanan basıncın ışık hisleri yaratabileceğini fark etti.
Erken Modern Dönem
1664 – Thomas Willis:
- Willis, Cerebri Anatome adlı eserinde görsel yollar da dahil olmak üzere beyin ve sinir sistemi hakkında ayrıntılı bir açıklama yaptı. Fosfenleri optik sinir ve retinadaki sinirsel aktiviteyle ilişkilendirdi.
1800 – Sir Isaac Newton:
- Newton, fosforlarla ilgili kişisel deneylerini anlatarak, göze uygulanan basıncın renkler ve desenler üretebileceğini belirtti. Bu etkileri retinanın mekanik uyarımıyla ilişkilendirdi.
19. Yüzyıl
1820 – Jan Purkyně:
- Purkyně, dış basıncın retina üzerindeki etkilerini inceledi ve fosfenlerin desenlerini belirledi. Çalışmaları, bunların mekanik kökenlerine ilişkin anlayışı genişletti.
1860 – Hermann von Helmholtz:
- Helmholtz, Handbuch der Physiologischen Optik adlı eserinde, fosfenlerin ilk kapsamlı açıklamalarından birini sundu. Retinanın ve optik sinirin mekanik, elektriksel ve kimyasal uyarımı yoluyla bunların üretimini tanımladı.
20. Yüzyıl
1929 – Hans Berger:
- Berger, elektroensefalografiyi (EEG) geliştirirken, beynin elektriksel uyarımının fosfenleri indükleyebileceğini keşfetti. Bu bulgu, görsel fenomenleri anlamak için yeni yollar açtı.
1950’ler – NASA ve Astronot Raporları:
- Yörüngedeki astronotlar, kozmik ışınlar ve manyetik alan değişiklikleri nedeniyle oluşan ışık parlamalarını (fosfenler) bildirmeye başladılar; bu fenomen daha sonra bilimsel çalışmalarla doğrulandı.
1960 – Brindley ve Lewin:
- Çığır açan deneylerde, Brindley ve Lewin, görsel korteksin doğrudan elektriksel uyarımı yoluyla fosfenleri indükleyerek yapay görme yaratma olasılığını gösterdiler.
1970’ler – Görsel Protez Araştırmaları:
- Sinir mühendisliğindeki gelişmeler, görme engelli bireylere temel görsel algıyı geri kazandıran protez cihazlar geliştirmek için fosfenlerden yararlandı.
21. Yüzyıl
2000’ler – Fonksiyonel Görüntüleme ve Elektromanyetik Çalışmalar:
- Araştırmacılar, fosfenlerin sinirsel ilişkilerini incelemek için fMRI ve TMS (transkraniyal manyetik stimülasyon) kullandılar ve algıları sırasında aktive olan belirli beyin bölgelerini belirlediler.
2010’lar – Kök Hücre ve Organoid Araştırması:
- Retinal organoidlerin geliştirilmesi, bilim insanlarının kontrollü koşullar altında fosfen oluşumunun sinirsel temelini simüle etmelerine ve incelemelerine olanak sağladı.
Günümüz:
- Fosfenler, sinirbilim, nöroprotez ve uzay tıbbında görsel algının temel mekanizmalarına ilişkin içgörüler sunan kritik bir araştırma alanı olmaya devam ediyor.
İleri Okuma
- Kepler, J. (1604). Ad Vitellionem Paralipomena Quibus Astronomiae Pars Optica Traditur. Frankfurt: Claudius Marnius.
- Lindberg, D. C. (1976). Theories of Vision from Al-Kindi to Kepler. Chicago: University of Chicago Press.
- Rosen, E. (1965). Kepler’s Somnium: The Dream, or Posthumous Work on Lunar Astronomy. Madison: University of Wisconsin Press.
- Crombie, A. C. (1994). Styles of Scientific Thinking in the European Tradition: The History of Argument and Explanation Especially in the Mathematical and Biomedical Sciences and Arts. London: Duckworth.
- Smith, A. M. (1996). Ptolemy’s Theory of Visual Perception: An English Translation of the Optics. Philadelphia: American Philosophical Society.
- Sabra, A. I. (1981). Theories of Light from Descartes to Newton. Cambridge: Cambridge University Press.
- Barker, P., & Goldstein, B. R. (2001). “Realism and Instrumentalism in Sixteenth-Century Astronomy: A Reappraisal of the Role of Kepler.” Perspectives on Science, 9(3), 232–258.
- Palmieri, P. (2009). “Kepler’s Optics Without Hypotheses.” Archive for History of Exact Sciences, 63(2), 223–251.
MIT Araştırmacıları, Görme Engellilere Rehber Olarak 3 Boyutlu Kamera Geliştirdi!
MIT (Massachusetts Institute of Technology) bilim insanları, gerçek çevrelerinde hareket eden görme engelliler için sanal bir “rehber köpek” olabilecek, 3 boyutlu kameraya sahip bir cihaz geliştirdiler. Ayrıca 3 boyutlu kameradan alınan veriyi işlemek üzere düşük güçlü bir yonga geliştirerek, aynı algoritmayı çalıştıran bilgisayar işlemcilerinin sadece binde biri kadar güç kullanmayı başardılar.
Bu yongayla üretilen “görme engelliler için seyir sistemi” prototipi, boyna takılan, el dürbünü büyüklüğündeki 3 boyutlu bir kameradan ve mekanik bir Braille arabiriminden oluşuyor. MIT Bilgisayar Bilimleri ve Yapay Zekâ Laboratuvarı’nda geliştirilen arabirim, kullanıcının gittiği yöndeki en yakın engele olan mesafesini bildiriyor. MIT Mikrosistemler Araştırma Laboratuvarı’ndan Dongsuk Jeon şunları söylüyor:
“Bundan önceki çalışmalarda kullanılan sistemler, farklı birçok işlem yapılması gerektiği için çok hantaldı. Bu sistemi küçültmek istedik ve aynı işlemleri yapabilecek ama daha az güç harcayacak mini bir yonga yapmak gerektiğini anladık.”
3 boyutlu kameralardan alınan veriler, “nokta bulutu” denen ve nesne yüzeyindeki her bir noktanın konumsal yerini gösteren 3 boyutlu bir gösterime dönüştürülebilir. İçlerinde Profesör Anantha Chandrakasan ve yüksek lisans öğrencisi Priyanka Raina’nın da bulunduğu araştırmacılar, yonganın tükettiği gücü azaltmak için standart algoritmalarını nokta bulutunu izleyecek şekilde değiştirdiler. Ayrıca yongaya, kamera tarafından yakalanan her bir kareyi bir öncekiyle kaba hatlarıyla ama çabucak karşılaştıran bir devre de eklediler. Eğer birbirini izleyen kareler arasında çok az değişiklik varsa bu, kullanıcının hareketsiz olduğunu gösteriyordu ki bu durumda yonga kameraya bir sinyal göndererek kameranın kare hızını düşürmesini ve dolayısıyla güç tasarrufu yapmasını sağladı.
Araştırmacılara göre, öncekilerden daha derli toplu olan prototip seyir sistemini daha da küçültmek mümkün. Şu anda en büyük parçası, kameradan alınan verileri nokta bulutuna dönüştüren ikinci yonganın üzerindeki soğutma elemanıdır. Dönüştürme algoritmasını veri işleyen yongaya yüklemek, yonganın güç tüketimini çok az artırsa da sistemin boyutunu önemli ölçüde küçülttü.
Çeviren: Şule Ölez (Evrim Ağacı)
Düzelten: Osman Öztürk (Evrim Ağacı)
Kaynak: DNA India
2050 Yılında Nüfusun Yarısı Miyop Olacak
Ophthalmology dergisinde yayımlanan bir araştırmada yapılan hesaplara göre, 2050 yılına geldiğimizde artmış olan Dünya nüfusunun yarısı (yani yaklaşık 5 milyar insan) uzağı görememe (miyop) sorunu ile karşı karşıya kalacak. Bu grubun da yüzde 20’sinin (1 milyara yakın) körlüğe ciddi oranda yakınlık riski taşıyacağı öngörülüyor.
2000 yılından itibaren 2050 yılına kadar, ileri miyop ile görüş kaybı yaşayan vakaların 7 kat artacağı düşünülüyordu. Bunun sebebi de dünya genelinde miyobun kalıcı körlüğe götüre rahatsızlıkların en başında gelmesidir.
Miyop rahatsızlığının bu denli yaygın olması ve artarak yayılmasının sebepleri arasında, çevresel faktörler ve diğer etmenlerle birlikte yaşam biçimleri dolayısıyla dış ortamda veya dışarda geçirilen vaktin azalması ile iç ortamda geçirilen vaktin artması gösteriliyor. İç ortamlarda vakit geçirdikçe ve işlerimizi buralarda yürüttükçe, gözümüzü hep yakın çevreye odaklıyor, gözümüze yakın olan malzemeler veya eşyalarla işimizi yürütüyor, bu sebeple uzun vadede, uzağı görememe sorununu artan risk faktörü ile geliştiriyoruz denilebilir.
Araştırmanın bulguları da bu temel halk sağlığı probleminin önemini ortaya çıkarıyor. Araştırmacılar kısa süre içinde, göz sağlığı merkezlerinin geniş çaplı tedavi ve teşhis programları başlatılmasını öneriyor. İleri miyoptaki hızlı artış da (2000’den itibaren 5 katlık artış gerçekleşmiş durumda) daha kontrol amaçlı tedavilerin geliştirilmesi gerektiğini ortaya çıkarıyor.
Brien Holden Vision Institute CEO’su Professor Kovin Naidoo şöyle açıklıyor : ” Yapmamız gereken şeylerden birisi de çocuklarımıza düzenli , ‘tercihen yılda bir kez’ göz kontrolü yaptırmak olacaktır. Böylelikle eğer risk altında oldukları gözlemlenirse, önleyici stratejiler de geliştirilebilecektir. Bu stratejilerin içinde, dışarıda geçirilen vaktin artırılması olabilir, yakın aktivitelerin ve iç ortam aktivitelerinin özellikle de elektronik aletlerle olduğu gibi yakın odak gerektiren aktivitelerin azaltılması olabilir.”
Naidoo’ya göre diğer kontrol ve önleyici seçenekler de uygulanabilir örneğin; özel dizayn edilen lensler, gözlük camları hatta ilaçlar gibi. Ne var ki, hem verimlilik hem de uygulamadaki geçerliliklerinin bilinmesi için daha detaylı araştırmalar ve incelemelerin yapılması gerektiği öne sürülüyor.
Kaynak :
- Bilimfili,
- Brien A. Holden, Timothy R. Fricke, David A. Wilson, Monica Jong, Kovin S. Naidoo, Padmaja Sankaridurg, Tien Y. Wong, Thomas J. Naduvilath, Serge Resnikoff. Global Prevalence of Myopia and High Myopia and Temporal Trends from 2000 through 2050. Ophthalmology, 2016; DOI:10.1016/j.ophtha.2016.01.006
Bakteriler Dünyayı Bizim Gibi Görebiliyor
300 yıldan fazla süredir devam eden araştırmaların sonunda, bilimciler nihayet bakterilerin dünyayı nasıl gördüğünü açığa çıkardı. Meğer bunu bizim yaptığımıza çok benzer biçimde yapıyorlarmış. İngiltere ve Almanya’da çalışan araştırmacılardan oluşan bir ekip tarafından, bakteriyel hücrelerin temelde mikroskobik bir göz küresigibi davrandıklarını, yani aslında dünyadaki en eski ve en küçük kameralar olduklarını belirten bir makale eLifedergisinde yayımlandı. “Bakterilerin dünyayı aynı bizim gibi gördüğü fikri oldukça heyecan verici,” diyor Queen Mary Üniversitesi’nden ekip lideri Conrad Mullineaux.
Siyanobakteriler (İng. cyanobacteria) su kütlelerinde bolca bulunur; ayrıca kayaların ve çakılların üzerinde yeşil kaygan bir katman da oluşturabilirler. Yapılan çalışmada kullanılan Synechocystis türü siyanobakteriler doğada taze su göllerinde ve nehirlerde yaşar. Yaklaşık 2.7 milyar yıl önce evrimleşen siyanobakteriler güneşten gelen enerjiyi kullanarak karbondioksiti oksijene çevirir. Fotosentez bu bakterilerin yaşamlarını sürdürmesinde kritik rol oynadığından, bilimciler onların ışığı nasıl algıladıklarını anlamanın peşindeydiler. Daha önce yapılan çalışmalardaışık algılayıcılarına (foto-sensörlere) sahip oldukları gösterilmiş ve bir ışık kaynağının konumunu algılayıp, ona doğru ilerledikleri ortaya konmuştu. Bu görüngüye “ışığa gitme” (ışığa göç, fototaksi. [İng. phototaxis]) adı verildi. Fakat böylesine küçük hücrelerin bunu nasıl başarabildiği anlaşılamamıştı.
Yeni yapılan çalışma bakterilerin bunu yapabilmelerini, hücre gövdesinin bir lens görevi görmesine borçlu olduklarını açığa çıkardı. Bakterinin görme mekanizması şöyle işliyor: Tek hücreli organizmanın küresel yüzeyine çarpan ışık, tıpkı minik bir lenste olduğu gibi odaklanıyor. Böylece hücrenin diğer yanında bir odak noktası oluşuyor. Bakteri hücresine düşen görüntü, retinadaki gibi ters oluyor. Ancak çözünürlüğü çok düşük olduğundan, bakteri miyop insanların görüşüne benzer biçimde nesnelerin sadece dış hatlarını seçebiliyor. Dakikalar içinde bakteriler “pili” adı verilen, minik dokunaç benzeri yapılar geliştiriyor. Odak noktasındaki yüksek ışık yoğunluğundan uzaklaşmak, dolayısıyla ışık kaynağına doğru ilerlemek için pililer üzerinde oldukları yüzeye tutunup, kendilerini geri çekiyorlar. Böylece bakterinin ilerlemesini sağlıyorlar. Çalışmada kullanılan synechocystis sp. PCC 6803 türü siyanobakterinin, Tip IV pililer ile ilerlediği, bir dizi fotoreseptör sayesinde ışık yoğunluğunu ve rengini ölçtüğü belirlendi.
Bakterilerin ışığa ilerleyişini açıklamak için yapılan önceki tüm girişimler sonuçsuz kalmıştı; çünkü sadece birkaç dalgaboyu uzunluğundaki bu organizmaların, hücrenin ön ve arka taraflarındaki ışık arasındaki farkı algılayamayacak denli küçük oldukları düşünülüyordu. Ancak bakterinin tüm gövdesi bir lens gibi işlediğinden, organizma ışığı odaklayabiliyor. Bu da hücre içinde bariz bir ışık miktarı farkı yaratıyor.
“Bakterilerin ışığa verdikleri tepki, onların davranışı hakkında yapılmış en eski bilimsel gözlemlerden biridir. bakterilerin optik nesneler olmasına ilişkin gözlemimiz sonradan apaçık belli bir şeymiş gibi geldi; ama görene dek bu hiç aklımıza gelmemişti. Buna daha önce hiç kimse dikkat etmemişti; üstelik mikroskop altında son 340 senedir incelenip durdukları halde,” diyor Mullineaux.
Bulgular, bakteriler ile daha karmaşık çok hücreli organizmalar arasındaki yakınsak evrime (aralarında doğrudan evrimsel bağ bulunmayan canlıların, geçirdikleri değişimlerle birbirlerine benzer özellikler geliştirmesine) iyi bir örnek oluşturuyor. “Işığın bakteriler tarafından algılanmasının fiziksel ilkeleri ile hayvanlardaki çok daha karmaşık görme duyusunun fiziksel ilkeleri benzer; fakat biyolojik yapılar farklı,” diyor Freiburg Üniversitesi’nden ekip üyesi Annegret Wilde.
Bir synechocystis hücresi, insan gözünden yarım milyar kat daha ufaktır. Gözdeki retinada olduğu gibi hücrenin arkasına düşen görüntü ters olur. Görüntü çözünürlüğünün çok daha düşük olmasının nedeni ise optik nesnelerin ince ayrıntıları ayırabilme becerisinin “açısal çözünürlük“e bağlı olmasıdır. İnsan gözünde bu 0.02 derece gibi etkileyici bir değer alır. Araştırmacılar synechocystis bakterisinde bu değerin yaklaşık 21 derece civarında olduğunu tahmin ediyorlar.
Kaynaklar:
- Bilimfili
- Phys.org, “Slime can see: Scientists discover that slime-forming bacteria act as optical objects”
< http://phys.org/news/2016-02-slime-scientists-slime-forming-bacteria-optical.html > - Freiburg Üniversitesi, “Shedding Light on Bacteria“
< https://www.pr.uni-freiburg.de/pm/2016/pm.2016-02-09.17-en >
İlgili Makale: Nils Schuergers et al. Cyanobacteria use micro-optics to sense light direction, eLife, 2016; 5 DOI:10.7554/eLife.12620
Üst Görsel: Nils Schürgers, “Bakterinin küresel yüzeyine çarpan ışık, lenslerde olduğu gibi hücrenin diğer yanında bir odak noktası oluşturuyor.”
Gözlükler ve Lensler Yakın Gelecekte Tarih Olabilir!
Yeni biyonik lens sayesinde görüşünüz olağanüstü biçimde gelişebilir. Ocumetics Biyonik Lens, görüşünüzü normal görüş için evrensel ölçüt kabul edilen 20/20’den 3 kat daha iyi bir seviyeye çıkarma sözü veriyor. Bu lensler takılıp çıkarılmıyor, 10 dakikadan daha kısa süren ağrısız bir işlemle göze takılıyor. Bu işlem, katarakt ameliyatına benziyor. Ne kadar yaşarsanız yaşayın lensler zamanla aşınmıyor, bu yüzden katarakt ve göz bozulması sorunu da olmuyor.
Ocumetics Biyonik Lens, minyatör bir optik düzeneğin patentini aldı ve küçük bir dijital kamera gibi çalışıyor: vücuttan güç alıyor, yakın mesafe nesnelerden uzaktaki nesnelere kadar insan gözünün yapabildiğinden daha hızlı şekilde odak değiştirebiliyor. Böyle bir teknoloji tabii ki bir günde icat edilmedi, sekiz yıldır yapılıyordu ve 3 milyon dolar harcandı. Yetkililerin aktardığına göre bu görüş artırması dünyanın daha önce hiç görmediği türden. Eğer saati 3 metreden zar zor görüyorsanız, güvenli ve uzun ömürlü Biyonik Lens ile 9 metre uzaktan görebileceksiniz.
Takılan lens doğal hissettiriyor ve başağrısı veya herhangi bir göz yorulmasına neden olmuyor. Yine de pazara çıkması için biraz zaman var: geniş klinik denemelerden sonra 2017’de piyasaya çıkmayı deneyecek.
Eğer lens piyasaya çıkmayı başarırsa, sadece gözlük ve lens takmanın değil, aynı zamanda bir sürü görüş sorununun da üstesinden gelebilir. Klinik denemeler şu anda hayvanlar ve görmeyen insanlarda denenmeye başlanacak.
Lensin geliştiricileri aynı zamanda gelişmekte olan ülkelerde göz ameliyatı yapan örgütlere yardımcı olması için bir bağış derneği kurdu. Ödenekler ayrıca dünya çapında göz araştırma kurumları için ayrıldı.
Hazırlayan: Mert Karagözoğlu (Evrim Ağacı)
Kaynak:
Retina Körlüğüne Çare Olabilecek Yeni Bir Kimyasal Bulundu!
Görme yeteneğini kaybetmiş kişilere şimdiye kadar kök hücre tedavisi ve retinaya chip yerleştirme gibi kısmen başarılı olan metotlar uygulanıyordu. Yeni keşfedilen basit ama etkili bir kimyasal madde görme yeteneğini kaybetmiş kişilere büyük umut vaad ediyor.
Retina körlüğüne çare olacağı tahmin edilen bu kimyasal madde, şimdilik farelerde denendi ve olumlu sonuçlar verdi.
Retina körlüğü bulunan farelerin gözüne damlatılan Acrylamide-Azobenzol-Quaternär-Ammonium(AAQ) adındaki bu kimyasal madde, retina hücrelerini birkaç gün içerisinde ışığa duyarlı hale getiriyor.
AAQ nasıl çalışıyor
Göze birkaç damla damlatılan AAQ, retinada bulunan iyon kanallarına yerleşerek onların açılmasına ve elektrik yüklerinin değişmesine sebep oluyor. Değişen elektrik yükü, sinir hücreleri üzerinde elektriksel impulslar oluşturarak retinaya gelen görüntünün beyne ulaşmasına ve orda görüntüye dönüşmesine olanak sağlıyor.
AAQ belirli bir süre etkili oluyor.
AAQ, göze damlatıldıktan belirli bir süre sonra etkisini kaybediyor, bu yüzden işlemin belirli aralıklarla tekrarlanması gerekiyor. Konu hakkında yapılan açıklamada, AAQ nin yeni bir versiyonu üzerinde çalışıldığı ve yeni versiyonunun hem çabuk hem de uzun süreli etkili olmasının hedeflendiği belirtildi.
Fareler ile yapılan araştırmalar bittikten sonra insanlarda klinik çalışmalar geçilecek.
Bu tedavinin yaşlılığa bağlı makula(sarı nokta) dejenerasyonu* ile ileri derece retina hasarının tedavisinde iyi sonuçlar vereceği tahmin ediliyor.
Makula(sarı nokta)* : Retina tabakasının ortasında ve keskin görmeden sorumlu çok küçük bir alanıdır.
Makula dejenerasyonu, sarı noktanın hasar görmesi veya ilerleyen yaşa bağlı olarak fonksiyon kaybıdır. Yüksek tansiyon, sigara ve genetik nedenler, makula dejenerasyonuna sebep olan diğer önemli risk faktörleridir.
++++++++++++++++++++++++++ Dipl. Biologe Mehmet Saltuerk Institute for Genetics University of Cologne ++++++++++++++++++++++++++ Kaynak: Aleksandra Polosukhina, Jeffrey Litt, Ivan Tochitsky, Joseph Nemargut, Yivgeny Sychev, Ivan De Kouchkovsky, Tracy Huang, Katharine Borges, Dirk Trauner, Russell N. Van Gelder, Richard H. Kramer Photochemical Restoration of Visual Responses in Blind Mice Neuron Volume 75, Issue 2, p271–282, 26 July 2012 DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.neuron.2012.05.022Tümüyle 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.
Kaynak:
Yorum yazabilmek için oturum açmalısınız.