Kategori: Genel (Page 1 of 52)

Beyin, Kokular Hakkında Bilgiyi Nasıl Kodluyor?

Yine Nature dergisinde yayımlanan bir araştırma, beynimizin kokular hakkındaki bilgiyi nasıl kodladığına dair çok önemli yeni bulgular sunuyor.

Araştırmaya göre, beynimizin kokuyu işlemekle görevli bölgesi olan koku alma korteksindeki sinirsel koku temsilleri (reprezantasyon), kokular arasındaki kimyasal benzerlikleri yansıtıyor. Böylece kokular, beyin tarafından kategorilere yerleştirilebiliyor. Dahası kortikal temsiller, beynimizde duyusal deneyimlerle yeniden yapılandırılabiliyor. Bu da bize insanların neden benzer ama aynı zamanda sübjektif koku alma tecrübelerine sahip olduklarını açıklıyor.

Bilim insanları araştırma için öncelikle üç grup koku tasarladı: Yüksek çeşitliliğe sahip grup, kokuların ilgili kümelere ayrıldığı orta çeşitlilikte bir grup, sadece karbon zincir uzunluğundaki artışlarla yapıların değişkenlik gösterdiği düşük çeşitlilikte bir grup. Fareler üzerinde yapılan deneyler, sinirsel etkinlikteki benzerliklerin, koku kimyasındaki benzerlikleri yansıttığını ortaya koydu. Benzer kokular hem piriform kortekste hem de koku soğancığında yüksek korelasyona sahip sinirsel modeller oluşturdular. Benzer olmayan kokularsa düşük korelasyona sahip etkinlik modelleri ortaya çıkardı. Üstelik bu korelasyon o kadar güçlüydü ki bir farede yapılan ölçümler, başka bir fareye uzatılan kokuyu tespit etmekte kullanılabildi.

Araştırmacılar, bu sinirsel temsillerin esnek olduğunu da keşfetti. Sürekli olarak aynı iki kokunun karışımı verilen farede, kortekste sinirsel olarak kokulara karşılık gelen modeller zamanla birbirleriyle daha güçlü korelasyona sahip hale geldiler. Bir başka deyişle, kokular birbirine çok uzak olsalar da bu kokulara sürekli olarak bir arada maruz kalan farelerin beyinleri, kokular birbirine yakınmış gibi kodlama yapmaya başladı.

Bu araştırmayla, beynin kokular arasındaki ilişkileri kodlarken sergiledigi eğilimleri ilk defa görmüş olduk. Araştırmanın kıdemli yazarı, Harvard Tıp Fakültesi Blavatnik Enstitüsü Nörobiyoloji bölümünden Doç. Dr. Sandeep Robert Datta, koku korteksinin benzer kokuları nasıl saptadığını belirlemiş olmalarının, koku duyusunu anlama ve kontrol etme girişimleri için yeni bilgiler sağladığını söylüyor. Datta’ya göre son bulgular, bir kimyasalın nasıl koktuğunu ya da henüz üretilmemiş bir kimyasal bileşimin nasıl kokabileceğini bize söyleyebilecek bir algoritma yaratma yolunda önemli bir adım.

Göz Küremizi Başarılı Bir Şekilde Taklit Eden İlk Yapay Göz

Bilim insanları 10 yıldan uzun bir süredir vücudumuzdaki en karmaşık organlardan biri olan gözümüzü taklit edebilen bir yapay göz üzerinde çalışıyordu. Dünyaca ünlü bilim dergisi Nature’de yayımlanan son makale, bu çalışmaların başarıya ulaştığını gösteriyor.

Gözümüzün ön tarafındaki ince kenarlı mercekten giren ışık, yapışkan ve camsı sıvının içinden geçerek ışığa duyarlı retinamıza ulaşıyor ve retinamız da bu ışığı görüntüyü yorumlaması için beynimize gönderecek olan optik sinirlerimize iletiyor. Araştırmaların hedefinde de bu sürecin tüm aşamalarının yapay bir şekilde taklit edilebilmesi yatıyor.

Bilim insanlarının başarılı bir yapay göz üretebilmelerini sağlayan ilk adım, güneş pillerinde de kullanılan ışığa duyarlı ve iletken perovskit maddesinden milimetrenin binde birinden daha kısa boyutta nanoteller oluşturulmasıyla atıldı. İkinci adımda ise bu nanotellerin insan gözünün şekli olan bir küre haline getirilmesi için deforme edilip küre şeklini almış alüminyum folyodan yararlanılması oldu. Elektrokimyasal bir işlemle alüminyum oksit adı verilen yalıtkan bir maddeye dönüştürülen metalde nano ölçekli gözenekler oluşuyor ve bu gözenekler nanotellerin yerleştirilip küre haline getirilmesine imkan tanıyordu. Son adımda ise yapay gözün önüne bir mercek yerleştirildi ve içi de gerçek gözdeki sıvının iletken özelliğini taşıyan tuzlu bir özel sıvıyla dolduruldu.

Sonuç için “başarılı” kelimesini gönül rahatlığıyla kullanabiliriz. Araştırmayı gerçekleştiren bilim insanlarından Zhiyong Fan, ürettikleri yapay gözün ışığı 10 milisaniyede, yani insan gözünün ihtiyaç duyduğu sürenin yarısı kadar bir sürede işleyebildiğini, üstelik elde edilen görüntülerin daha yüksek kontrasta ve daha keskin kenarlara sahip olduğunu söylüyor.

Yeni yapay gözün gelecekte hayatımızı iki alanda kolaylaştırması bekleniyor. Birincisi, bu buluş sayesinde robotik cihazlar daha keskin bir görüş kabiliyeti kazanabilecekler. Wisconsin–Madison Üniversitesi’nden elektrik mühendisi Hongrui Jiang, bu alanda kısa sürede çok büyük ilerlemeler görebileceğimizi düşünüyor.

İkincisi, bilim insanları bu yapay gözden bir protez üretebildikleri zaman körlüğün tarihe karışma ihtimali bulunuyor. Biyomedikal Second Sight şirketinde Klinik ve Bilimsel Araştırmalar Departmanı Başkan Yardımcısı olarak görev yapan ve körlük üzerine araştırmalar yapan Jessy Dorn, insan gözünü başarılı bir şekilde taklit eden elektronik arabirim üretilebilmesinin önemli bir ilk adım olduğunu kabul ediyor.

Ancak başarılı bir protez için gerekli olan en önemli noktayı, yani yapay gözün insan beyni ve sinir sistemiyle güvenli ve güvenilir entegrasyonunun nasıl sağlanabileceğini henüz bilmediğimizi hatırlatmayı ihmal etmiyor.

« Older posts

© 2020 Mustafa Çelen

Theme by Anders NorenUp ↑