Neuroelectrics, nörolojik işlev bozukluğu olan hastaların durumunu anlamak ve tedavi etmek için beyindeki elektriksel etkileşime odaklanan bir terapi yöntemi sunuyor. Şirket tarafından geliştirilen giyilebilir cihaz beyin aktivitelerini izliyor ve elektrik akımları kullanarak terapi tedavi uyguluyor. Beyin disfonksiyonu olan ve ilaçla tedaviye cevap vermeyen hastalarda EEG ve MRI aracılığıyla beyin aktivitelerini değerlendiriyor, beynin 3 boyutlu kapsamlı modellemesini çıkarıyor ve düşük elektrik akımlarıyla epilepsi, depresyon veya alzheimer gibi farklı beyin patolojilerinin tedavisi için alternatif sunuyor.

Giyilebilir cihazın üzerindeki 32 adet elektrota sahip başlık nörolojik bozuklukları tedavi edebilecek çözüm sunuyor.

İnsan beyni oldukça karmaşık bir yapıya ve işleyişe sahip. Beyinde 100 milyara yakın nöron iletişim halinde bulunuyor. Bu nöronler yan yana gelince uçakların kalkış ve iniş yaptığı pist uzunluğundan daha fazla. Bununla birlikte dünya genelinde 60 milyon insandan fazla kişi epilepsi hastalığına sahip ve bu hastaların üçte biri medikal tedaviye cevap vermiyor.

Medikal tedavi dışında bir diğer alternatif cerrahi operasyon ancak bu ameliyatların da çeşitli riskleri bulunuyor. Neuroelectrics’in bu noktada devreye girecek yaratıcı bir girişimi var. 32 adet elektrota sahip başlık; epilepsi, parkinson, alzheimer gibi birçok nörolojik bozukluğu tedavi edebilecek çözüm sunuyor. Teknoloji aynı zamanda uzaktan izlemeye de olanak tanıyor, bu da onu pandemi sırasında ve hareket kabiliyeti kısıtlı hastalar için ideal hale getiriyor.

3B modelleme ile sorunlu olan bölge tespit ediliyor ve tedavi bu noktaya uygulanıyor

Şirketin kurucusu ve CEO’su Ana Maiques, Web Summit oturumunda, 10 sene önce çıktıkları bu yolda neyi hedeflediklerini şu anda hangi aşamada oldukları ve geliştirdikleri giyilebilir cihazın neler başarabileceğini anlatıyor.

Ana Maiques, Web Summit’te cihazı kendi üzerinde de deneyerek katılımcılara beynin 3 boyutlu modelini nasıl oluşturduklarını ve buradaki elektrik aktivitelerinin ne ifade ettiğini de anlatıyor. 3B modelleme üzerinde beynin hangi kısımlarının sağlıklı bir şekilde çalıştığı hangi kısımlarında bir sorun olduğu değerlendirilebiliyor. Bu sayede beynin hangi bölgesine ne kadar elektrik verilmesi gerektiği hesaplanıyor.

Örneğin beyindeki hızlı ve yerel elektriksel boşalımlardan kaynaklanan epilepsi nöbetleri. Buradaki hızlı boşalımı dışarıdan negatif bir akım göndererek yavaşlatmak ya da durdurmak mümkün mü diye soruyor Ana Maiques. Bu yeni bir fikir değil. Neuroelectrics kurucusunun söylediğine göre Antik Yunan ve Roma döneminde beyindeki rahatsızlığı gidermek için elektrikli yılan balığı kullanıldığına dair bilgiler bulunuyor.

Klinik testler cihazın başarılı olduğunu söylüyor

Şirketin Boston’da gerçekleştirdiği klinik çalışmalar giyilebilir cihazın ne denli etkili olabileceğini kanıtlıyor. Epilepsi hastalarının yer aldığı çalışmada 10 gün boyunca her gün 20 dakikalık tedaviler sonucunda nöbetlerin ortalama yüzde 50 oranında azaltıldığı bilgisi paylaşılıyor. Bu terapi yöntemini uygulayan ilk şirket olduklarını vurgulayan Ana Maiques, klinik çalışmaları 200 hasta üzerinde gerçekleştirdiklerini söylüyor.

Bu teknolojiyi milyonlarca insan için erişilebilir kılmak için uygun bir fiyata sahip olması ya da belirli bir abonelik sisteminin oluşturulması gerekiyor. Bu düzenlemeler sağlandığında hastalar hastaneye gitmeye gerek kalmadan evde bu tedavi sürecini yürütebilecek.

Ana Maiques, konuşmasında Neurotwin projesine de değindi. Beynin bulutta dijital bir kopyasını oluşturan Neurotwin, tedaviye ihtiyaç duyan hastalar evlerindeyken onlara uygun tedavi yöntemlerinin tespit edilmesi için kullanılacak. EIC Pathfinder (European Innovation Council) projesi olan girişim, nörodejeneratif bozukluklar (beynin belirli bölümlerinin ölümünü içeren hastalıklar) için kişiselleştirilmiş terapide büyük bir atılıma yol açabilir.

Neuroelectrics’in iletişimleri, Elon Musk’ın Neuralink’in “beyin hastalığını çözeceği” iddialarıyla karşılaştırıldığında kaçınılmaz olarak önemsiz gelse de, insan denemelerinde şimdiden inanılmaz derecede olumlu sonuçlar alan önemli işler yürütüyorlar. Belki de çoğu için en önemlisi, teknoloji ameliyat gerektirmeyecek.

Kaynakça: İnterestingengineering, Neuroelectrics,

The post Beyin-Bilgisayar Şirketi Neuroelectrics Beyini Tedavi Edebiliyor appeared first on Halil Durmus.

Wilhelm Conrad Röntgen Kimdir?

Wilhelm Conrad Röntgen, 27 Mart 1845’te dünyaya geldi. Çocukluğunda mekanik icatlar yapma konusunda yetenekliydi. 1965’te Zürih’te makine mühendisliği okumaya başladı. Daha sonra 1969’da Zürih Üniversitesi’ne asistan olarak atandı ve ardından Strazbourg’a gitti. 1875’te Württemberg’de profesör oldu ve Strazburg’a fizik profesörü olarak geri döndü.

Röntgen’in X Işınlarını keşfetmesinden yıllar önce, katot ışınları keşfedilmişti. 19. yüzyılda William Crookes, kendi tasarladığı Crookes Tüpü ile yaptığı deney sonucunda, insan gözüyle görülebilen dalga boyunda bir ışın olan katot ışınlarını keşfetti. Crookes Tüpü’nde, iki elektrot arasında (anot ve katot arasında) yüksek voltaj oluşturulması sonucunda, katot ışınları tarafından vakumlu bir tüp içerisinde yeşil-sarı bir ışıma meydana getirilir.

Günümüzdeyse, Crookes Tüpü’nün daha modern hali olan Katot Işını Tüpleri kullanılmaktadır. Katot ışınları (elektron ışını veya e-ışını olarak da adlandırılır), vakum tüplerinde gözlemlenen elektron akımlarıdır. Boşaltılmış bir cam tüpe iki elektrot konulursa ve bir voltaj uygulanırsa, negatif elektrotun karşısındaki camın katottan yayılan elektronlarla parladığı gözlenir. Elektronlar da ilk olarak katot ışınlarının bileşenleri olarak keşfedilmiştir. Katot ışınları, bir vakum tüpünde negatif elektrot veya katot tarafından yayıldıkları için bu şekilde adlandırılır.

Röntgen ise 1895 yılında bir gün Crookes Tüpü üzerinde, asıl amacı olan elektriğin etkilerini gözlemlemek için çalışıyordu. Ama deney sırasında elektrik açıkken hemen arkasındaki fosfor kaplı levha üzerinde bir parlama fark etti. Bunu gördükten sonra nasıl mümkün olduğunu merak etti. Crookes Tüpü’nün üzerini tamamen parlamayı emeceğini düşündüğü siyah bir kartonla kapladı. Ama yine de fosfor kaplı levha parlamaya devam ediyordu. Bu noktada, daha önceden bu deney üzerine çalışmış bilim insanlarından farklı olarak Röntgen, tüp içerisinde katot ışınlarından farklı bir ışının daha varlığını keşfetti.

X Işınları

Röntgen’in X ışınları üzerine yaptığı çalışmalar, eşi Anna Bertha Ludwig’in desteği ve katılımıyla çok daha gelişti. X ışınını denemek için elini radyoaktif madde ve floresan plaka arasına yerleştiren Anna Bertha, 15 dakika boyunca o şekilde bekledi. Bu işlem sonucunda, elinde bulunan kemiklerin görüntüsüne ulaştılar. Böylece Anna Bertha, o andan itibaren milyonlarca kez hayat kurtaran bu yeni tıp disiplinini ilk tecrübe eden kişi olmuş oldu.

Dünyanın ilk röntgen tetkiki uygulanan insan olan Wilhelm Röntgen’in eşi Bertha Röntgen’in el grafisi, tanısal amaçlı olmadığı, sadece X-ışınlarının etkilerinin gösterilmesi amaçlandığı için, el pozisyonu günümüz el grafilerinden farklılıklar göstermektedir.

Röntgen’in keşfi tıbbi bir mucize olarak görüldü. X ışınları kısa sürede tıpta önemli bir teşhis aracı haline geldi ve ameliyatsız bir şekilde ilk kez insan vücudunun içinin görülmesine izin verdi. X ışınları ilk olarak 1897’de Balkan Savaşı sırasında askerlerin içindeki mermileri ve kırık kemikleri bulmak için kullanıldı.

Başlarda, X ışınlarının ışık kadar zararsız bir şekilde insan vücudundan geçtiğine inanılıyordu. Ancak zamanla araştırmacılar tarafından X ışınlarına maruz kalındıktan sonra yanık ve cilt hasarı vakaları bildirilmeye başlandı.

X Işınlarının Ülkemizde İlk Kullanılışı

Esad Feyzi Bey henüz öğrenciyken X-ışınlarının keşfini bir tıp dergisinden duymuş, kendi de denemelerde bulunmuştur. 1897’de cephedeki yaralı askerler üzerinde röntgeni uygulamıştır. Bu sayede bir askerin elindeki şarapnel parçasını tespit etmişlerdir. Osmanlı zamanında X ışınlarını tedavi için kullanan ilk kişidir. Dr. Esad Feyzi Bey, X ışınlarıyla ilgili çalışmalarını derlediği ve en sonunda röntgen filmlerinin bulunduğu bir kitap yazmıştır. Röntgen Şuââtı ve Tatbîkât-ı Tıbbiye ve Cerrâhiyesi (Röntgen Işınlarının Tıbbi ve Cerrahi Uygulaması) adlı bu kitap, ilk klinik radyoloji eseridir.

Kaynakça: NDE-ED, History, Bibnum, Nevermore, Medium, OnlineSciencenotes

The post X Işınlarının Keşfi appeared first on Halil Durmus.

Neuralink Nedir?

2016 yılında ABD’de kurulan Kaliforniya merkezli bir şirkettir. Kuruculuğunu Elon Musk‘ın yaptığı bu şirket, Beyin-bilgisayar arayüzü, Nöroprostetikler alanlarında çalışmalar yapıyor. 2016 yılında kurulmasına karşın, halka neredeyse 1 yıl sonra duyurulmuştu. Ayrıca geçtiğimiz yıl (2019) temmuz ayında da bir tanıtım gerçekleştirmişti. Tanıtımda sunumu yapan kişi tahmin edebileceğiniz üzere şirketin kurucusu olan Elon Musk’ın ta kendisiydi. Sunumun konusu ise şirketin belkide son yılların en büyük projelerinden biri olan beyin ve bilgisayar arası bağlantı mekanizmasıydı. Sunum öylesine detaylı ve iddialı hazırlanmıştı ki, Elon Musk ve ekibinin bu projede ne denli iddialı ve azimli oldukları görüldü.

Beyin ve bilgisayar arasında bağlantı sağlayabilecek olan bir teknoloji üzerinde çalıştıkları açıklamasını yaptı. Musk bu konuyu açıklamak için, yapay zeka ile bir çeşit simbiyoz elde etmenin mümkün olduğunu ve bunun felç gibi vakalarda bir çözüm olabileceğini açıkladı ve bunun zorunluluk değil bir seçim olarak görülmesi gerektiğini vurguladı. Ayrıca bu projenin yeni bir medeniyet olabileceğini düşündüğünü de ekledi.

Beyin ve makine arasında yüksek veri transferi yolunun tercih edilmesinin iyi bir seçenek olduğunu düşünen Musk, yapay zeka ile birleşmeye değindi. Duyu organları ve beyin arasındaki bağlantıya dikkat çekti ve daha sonra durumu şöyle açıkladı; “Beyninizde oluşan düşünceler organlarınız vasıtasıyla bilgisayar veya akıllı telefonunuza aktarılır. Ancak pek çok insan için bu aradaki kanal, yani dijital ortama taşıyan yol yavaş kalmaktadır. Bu bilgi ya da komut akışını bir aracı olmadan direkt olarak cihazınıza aktarmaktan bahsediyorum.”

Musk, beynin aldığı sinyallerin (ki buna görmeyi örnek olarak gösterebiliriz) giriş hızının çok yüksek olduğunu düşünüyor. Ancak çıkış hızının yavaş kaldığını dile getiriyor. Bunun için ise bir çözüm üzerinde çalıştıklarını belirtiyor.

Beyin hücreleri olarak bilinen nöronlar; dentrit, akson ve hücre gövdesi gibi pek çok kısımdan oluşur ve birbirleri ile sinaps denilen köprüler aracılığı ile iletişim kurar. NeuraLink şirketi de bu iletişim esnasında açığa çıkan elektriksel sinyallerin, elektrotlar ile algılanabileceğini düşünmekte. Hatta düşünmek bir kenara bununla ilgili bir yayın dahi kaleme aldılar.

Neuralink Nasıl Çalışıyor?

Elektrotlar yardımı ile algılanan beyindeki sinyaller, milimetrik çiplere aktarılacak. Sunumda Musk’ın söylediğine göre bu çipler bin elektrot kapasiteye sahip olacak. Musk o kadar iddialı ki bu çip, bugün en iyi sistemden yaklaşık bin kat daha fazla elektrot kapasitesine sahip demek oluyor.

Kulağa çılgınca gelebilir ama şirket bu konuda oldukça ciddi ve başarmaya çalıştıkları şey tam olarak imkansıza yakın bir seviyede. Geliştirecekleri teknoloji, nöronlara yakın bir büyüklükte nano elektrotlar ile beynin içine girerek, herhangi bir kan damarına temas etmeden veya zarar vermeden (şayet bu olursa, geri dönülemez travmalara neden olabilir) elektrotları beyne dikecek. Ardından sinyaller, deri altından uzanan kablolar ile deri üstüne yerleştirilmiş çipe iletilecek.

Elektorotların beyne dikimi ile görevli olan robot, bu iş için özel tasarlanmış bir biçimde karşımıza çıkıyor. Nitekim zorlu ve bir o kadar hassas bir cerrahi operasyon için beynimiz (hatta hayatımız da denebilir) bir robota emanet olacak. Üzerinde pek çok sensör ve kameraya sahip olan ameliyat robotu, aslında hayvan deneylerinde oldukça başarılı sonuçlar vermiş bile.

Neuralink Kullanım Alanları Neler Olabilir?

Çalışmalarını hızla sürdüren şirket, gelecekte bilgisayar ve telefon gibi cihazların yanı sıra, uzuvlarını kaybeden ya da doğuştan uzvu olmayan kişiler için oldukça yaygın tercih edilecek bir yöntem olduğunu düşünüyor. Nitekim çalışmalar sonuç verdiğinde, kullanım alanı çok geniş olacak gibi görünüyor. Tıbbın dışında, endüstri, sanayi ve askeri teknolojide çığır açabilecek bir inovasyon olarak da görülmekte.

Hayvanlar üzerinde saç telinden çok daha ince kablo ve elektrotlar ile hayvan deneyleri başlamış durumda. Üstelik deneyler oldukça başarı yüzdesi ile devam ediyor. Deneylerde kabloların ve elektrotların beyne dikişi için kullanılan iğne, 24 mikron çapında bir kalınlığa sahip. Bu kalınlık, fare deneyleri için yeterli olmuş durumda. Şirket bugün farelerin beyin dalgalarını yukarıdaki fotoğrafta gösterilen yöntemle algılayabiliyor. Şimdilik sinyal miktarlarının seviyesini ölçen ve bir çeşit sensör görevi gören elektrotlar, aldıkları sinyali elektrik akımına çeviriyor. Şirketin gelecekteki hedeflerinden bir diğeri, bu sinyalleri cihazların algılayabileceği bir dile çevirmek.

Neuralink İmplantları ve Sensörleri

Şirket şimdiye kadar yukarıdaki fotoğrafta görünen implantları tasarlamış. Henüz prototip aşamasında olan implantlar oldukça başarılı sonuç vermekte. Fotoğrafta görüldüğü üzere implantların üzerinde farklı çıkış kanalları bulunuyor. Bunun dışında, beyinden gelen sinyalleri algılayabilmek için çok daha ufak (baş parmağınızın ucundan bile) sensörler geliştirilmeye çalışıyor. Şuan etkili sonuç veren en ufak sensörleri “N1” ismi ile anılıyor.

Burada önemli olan nokta, sensörlerin ufaldıkça üzerinde bulundurabileceği elektrot sayısının da azalıyor olması. Beyne dikilen elektrotlar sinyalleri sönsöre iletiyor, ardından sensör bu sinyalleri elektrik enerjisine çevirerek implanta aktarıyor. Sistemin çalışması dile kolay gelse de pratikte birçok soruyu beraberinde getiriyor.

Elektrotların beyne dikilmesi için şirket bir robotun kullanılması taraftarı. Çünkü beyni besleyen çok fazla kan damarı var. Bu kan damarları sizin her nefes alışınız esnasında, hatta kalp atışınızda dahi hareket ediyor, kalınlaşıp inceliyor. Ayrıca kan damarlarınızın yerinin tam olarak tespit edebilmek için çok hassas kameralara ihtiyaç duyuluyor.

Mobil Uygulaması

Şirket, gerçekleştirdiği lansmanda, implantın mobil uygulaması ile birlikte geldiğini ve bu şekilde stabil çalıştığını belirtti. Ayrıca uygulamaya da sürekli güncellemenin geleceğini dile getirdi. Uygulama sayesinde birçok güvenlik sorununu ve implantın dayanıklılığını eş zamanlı olarak izleyebileceğinizi, pil durumunu dahi görebileceğinizi açıkladı. Mobil uygulama sayesinde, engelli insanlar rahatlıkla telefon kullanabilecekler. İmplantı kullanan kişi cihazını kontrol etmek için klavye veya mouse gibi yardımcı çevre elemanlarına ihtiyaç duymayacak. Cihazı kontrol etmek için uzaktan Bluetooth veya wireless gibi kablosuz bağlantılar yeterli olacak.

Neuralink şirketi içinde bulunduğumuz yıl (2020) ve gelecek yıl içerisinde insan deneylerine başlamayı planlıyor. İnsan deneyleri için çok fazla çalıştıklarını ve olabildiğince az hata yapmaya olanak verdiklerini açıklayan şirket, ilk insan deneylerini felçli bireyler üzerinde gerçekleştirmeyi düşünüyorlar.

Saç telimizin yaklaşık 100, bir kan hücremizin de 8 mikron çapında olduğunu hatırladığımızda, 24 mikron çapındaki bu kabloların ne kadar ince olduğunu anlamak biraz daha mümkün olacaktır. Kabloların bu denli ince olması, beraberinde pek çok sorunu getirmekte. Örneğin; kablo inceldikçe direnci artar ve bu da zaten yakalanması çok güç olan beyindeki elektriksel akımın, çok daha zor algılanmasına neden olur.

Kaynakça: Neuralink, BBC, Wikipedia, Treeoflifeatl, BrainReference, Fortune

An integrated brain-machine interface platform with thousands of channels

The post Neuralink : İnsan Beynini Bilgisayara Bağlamak appeared first on Halil Durmus.

Grafen Nedir

Grafen karbon atomunun bir atom kalınlığında katmanda meydana gelmiş altıgen örgü şeklinde bir maddedir. Kalem uçlarının üretimi gibi birçok uygulamada kullanılan grafitin malzemesinin de yapı taşıdır. Bu nedenle grafenin şaşırtıcı özellikleriyle sürekli mucize materyal olarak adlandırılan dikkat çekici bir maddedir.

Grafen Ne Zaman ve Nasıl Elde Edildi?

Grafenin keşfi 2000’li yılların başına dayanıyor. Ondan sonra 2004 yılında, Manchester Üniversitesi’nde görevli bilim insanlarından Andre Geim ve Konstantin Novoselov tarafından “şans eseri” keşfedilmiştir. Kurşun kalemin, kağıtta bıraktığı grafit kalıntıların (karalamanın) seloteyple (yapışkan bantla) tek bir tabakayı çekip alarak graphene elde edilmiştir ve bu iki bilim insanı, grafeni izole etmekle kalmadılar ayrıca bütün karakteristik özelliklerini tanımladılar.

Grafeni Nasıl Elde Edebiliriz?

Grafen çok heyecan verici bir malzeme olmasına rağmen, bundan yüksek kalitede ürün ortaya koymak hala zor bir iştir. Dünyadaki birçok şirket, CVD tabanlı bir işlem kullanarak sentezlenen yüksek kaliteli tek katmanlı grafenden, daha büyük miktarlarda grafitten üretilen grafen pullarına kadar farklı tiplerde grafen malzeme türleri üretiyor ayrıca yüksek kaliteli grafen malzemeler Ar-Ge faaliyetlerinde kullanılır. Aşırı hassas uygulamalarda bu malzemeyi kullanırız. Büyük hacimlerde ve daha düşük fiyatlarla üretilen grafen pulları, spor malzemeleri, tüketici elektroniği, otomotiv daha pek çok uygulamada da kullanılmaktadır.

Süper Özellikler

• Grafen tek atom kalınlığında bir malzemedir. Örneğin aynı kalınlıktaki çelikten yaklaşık 200 kat daha güçlüdür bu özelliğiyle dünyanın en kuvvetli maddesidir.
• Elektriği bakırdan daha iyi iletir başka bir deyişle mükemmel bir iletkendir.
• Tüyden bile hafif bir malzemedir örneğin elmastan çok daha serttir.
• Saydam olmasının yanı sıra dünyada elde edilen en ince nesnedir.
• Bükülebilir bir maddedir.

Grafenin Kullanım Alanları Nelerdir?

Bilim insanları, grafenle ilgili araştırmalarda daha yolun başında olsalar da geliştirilmekte olan bazı teknolojilerden bazıları şunlardır:

• Bataryaların ultra hızlı şarj edilmesinde,
• Güçlü ve dengeli spor aletleri üretilmesinde (tenis raketi gibi ),
• En önemlisi radyoaktif atıkların daha kolay temizlenebilmesinde,
• Hızlı flash hafızalarda,
• Graphene temelli güncellenebilen elektronik kağıtlarda,
• Küçük ve verimli biyosensör cihazlarda,
• Su geçirmeyen kıyafetlerde,
• Daha sağlam ve hafif uçaklarda,
• Dokunmatik ekranlarda,
• Doku yenilenmesinde yardımcı malzemelerde,
• Doğrudan vücuttaki nöronlara bağlanabilen biyonik cihazlarda özetle sonuç olarak bir çok kullanım alanı vardır.

Nobel Ödüllü Malzeme

2010 Yılı Nobel Fizik ödülü tek atom kalınlığındaki katman olarak bilinen grafen maddesini keşfedenlere gitti. İngiltere Manchester Üniversitesi’nden Andre Geim çalışma arkadaşı Konstantin Novoselov ile ödülü paylaştı.

Kaynakça: ScientificAmerican, NobelPrize, Graphene, Hacettepe, Studfile, MPoweruk

The post Grafen: Geleceğin Mucizevi Malzemesi appeared first on Halil Durmus.

Bu bilimsel çalışma, daha önceki parlayan bitkiler bakıldığı zaman harika bir gelişme… Genetik mühendislik uygulanan önceki tütün bitkilerine göre daha parlak olan bu bitkiye, parlamanın devam etmesi için kimyasal madde verilmesi de gerekmiyor. Ayrıca parlamanın süresi, nanobiyonik kullanılarak üretilen parlak bitkilere göre çok daha uzun.

İnsan hemen, geceleri ışıl ışıl parlayan, Avatar tarzı büyüleyici bir gece bahçesi hayal ediyor. Hatta (gelecekte) elektrikli ışıklara olan bağımlılığın azaldığını düşünüyor. Fakat parlayan bitkiler, bitkilerin kendisini; yani metabolizmalarının nasıl çalıştığını ve etraflarındaki dünyaya nasıl cevap verdiklerini anlamamıza da yardımcı olabilir.

Araştırma takımı, iki tütün bitkisi türü üzerinde çalışmış. Daha önce genetik mühendislik uygulanan ve ışıldayan bakteri ya da ateş böceği DNA’sının kullanıldığı ışıyan bitkilerden farklı olarak; bu bitkilerde, ışık saçan mantarların DNA’sı kullanılarak mühendislik yapılmış.

“Bakteriyel biyoışıma genleri, plastitlere otoışıma yaptırmak üzere hedef alınabilse de; teknik olarak külfetli olmasının yanısıra yeterli ışık da üretemiyor” makalesinde yazıyor.

Tütün bitkilerini, biyolojik ışımayla ilişkili dört mantar geniyle birleştirmiş ve bunları özenle yetiştirmişler. Ardından ise bitkilerin, fideden olgunluğa kadar çıplak gözle görülebilen bir ışıkla parladığını ve bu durumun görünürde, bitkinin sağlığı üzerinde herhangi maliyet oluşturmadığını keşfetmişler.

“Genel fenotip, klorofil ve karetenoid içeriği, çiçek açma süresi ve tohumun filizlenmesi; transgenik bitkilerin medyan boyunda yüzde 12’lik bir artış haricinde, seradaki yabani tütüne göre farklılık göstermedi”

Araştırmacılar, bitkinin daha yeni olan kısımlarının en fazla parladığını ve bu kısımlar arasında da gelişmekte olan çiçeklerin en parlak olduğunu bulmuşlar. Araştırmacıların söylediğine göre bunlar, dakikada yaklaşık bir milyar foton üretmiş. Okuması pek kolay olmasa da, açık biçimde görünecek kadar parlak

Araştırmacılar bitkinin, genetiği değiştirilmiş diğer ışıyan bitkilere göre de yaklaşık 10 kat daha parlak olduğunu söylüyor.

Fakat oluşturulan en parlak bitki bu değil. O onur, bitki nanobiyonikleri adı verilen bir yöntem kullanan MIT araştırmacılarının oluşturduğu su teresine ait. Bahsi geçen bitki, saniyede yaklaşık bir trilyon fotonluk parlama meydana getirmiş… Fakat parlama yalnızca 3.5 saat sürmüş.

Araştırmacılara göre bu uzun vadeli ve kendi kendini devam ettirebilen ışıma, bitkilerin dış çevrelerine nasıl tepki verdiğini de gösterebilir. Örneğin bitkiler bir muz kabuğunun yakınına konulduğunda, yayılan etilene tepki olarak daha fazla parlıyor.

Araştırmacılar ayrıca, genelde gizli olan iç metabolik süreçlerle ışığın titreyip dalgalandığını da gözlemlemişler. Bu sayede araştırma, bitki sağlığı üzerinde çalışmak için ilginç bir yol sunabilir.

“Bu ışıma kabiliyetleri; lusiferin ve diğer substratların dıştan eklenme ihtiyacının ortadan kaldırılmasıyla, toprakta yetişen bitkilerle yapılan deneylerde özellikle faydalı olabilir.”

Bu arada takım, araştırmayı genişletmeye çalışıyor.

Cezayir menekşesi, petunya ve gül gibi çiçek açan ünlü bitkilerin genetiğini değiştirmişler. Ayrıca, çok daha parlak bir ışıma üretmek ve farklı renkler oluşturmak üzerinde de çalışıyorlar. Üstelik, çok daha büyük düşünüyorlar.

“Kafeik asit hayvanlarda olmasa da, özerk ışıma hayvanlarda da mümkün olabilir” böyle bir şey muhteşem olmaz mıydı? Bence hayır ya sizin cevabınız ne olurdu?

Kaynakça: MIT, Nature, Gizmodo

The post Ömürleri Boyunca Parlayan Bitkiler appeared first on Halil Durmus.

Dikkat edilirse bu tanım BBA’ları merkezi sinir sistemi tarafından üretilen sinyalleri ölçen ve bu sinyalleri kullanan sistemlerle sınırlıyor. Örneğin sesle, hareketle ya da kaslarla aktive edilen bir iletişim sistemi bu tanımlamaya girmiyor. Diğer yandan, beyindeki elektriksel aktiviteyi ölçen elektroensefalogram (EEG) cihazı da tek başına bir arayüz sayılmıyor. Çünkü bu cihaz sadece beyin sinyallerini kaydediyor ve tek başına kullanıldığında kullanıcının çevresinde herhangi bir çıktı üretmiyor. Özetle, BBA’lar temel olarak kullanıcıların beyin sinyallerini kullanarak onlarla birlikte çalışırlar

BBA teriminin 1970’lerde ortaya çıkmasından itibaren bu konudaki araştırmalar her geçen gün arttı ve dünya çapında pek çok laboratuvarda BBA’lar ana çalışma konusu oldu. Dolayısıyla pek çok yeni kavram, metot ve uygulama alanı ortaya çıktı. Günümüzde de yeni gelişmeler yaşanmaya devam ediyor.

Bu Arayüzler Nasıl Çalışıyor?

yüzyılın başlarında farklı beyin sinyallerini kaydetmek için yeni teknikler ve yöntemler geliştirilmesinin BBA araştırmalarına olumlu etkisi oldu. Bu sayede konuyla ilgili farklı yöntemler kullanılarak çok sayıda araştırma yapıldı. Ancak yöntemler ne kadar farklı olursa olsun tüm BBA sistemleri aynı temel prensip ve adımlar üzerinden çalışıyor. Prensip olarak bir BBA sistemini kontrol etmek için beyin sinyalleri kullanılıyor. Öncelikle tespit edilen beyin sinyalleri çevrimiçi sınıflandırma algoritmaları ile güçlendiriliyor, filtreleniyor ve kodlara dönüştürülüyor. Sonra BBA çıkışı bir protez, ortez, tekerlekli sandalye, robot veya imlecin hareketini kontrol etmek veya kasların veya beynin elektriksel uyarılmasını yönlendirmek için kullanılabiliyor.

Temel Bileşenler

BBA’ların işleyiş sistemi kullanıcının amacını gösteren beyin sinyallerinin tespit edilip gerekli ölçüm ve analizleri yapıldıktan sonra yönetilecek cihaza uygun komutlara dönüştürülmesine dayanıyor. Bu sistem temel olarak dört ana bileşenden oluşuyor:

1. Sinyal Toplama: Bu işlem belirli bir sensör teknolojisi kullanılarak (kafa derisine veya beyne yerleştirilen elektrotlar gibi) beyin sinyallerinin ölçülmesini kapsıyor. Bu sinyaller elektronik işleme için uygun seviyelere yükseltiliyor ve istenmeyen sinyaller filtreleme yoluyla temizleniyor. Daha sonra sayısallaştırılan sinyaller bilgisayara iletiliyor.
2. Özellik Belirleme: Bu adımda amaçla ilgili sinyaller yabancı içerikten ayrılıyor ve çıkış komutlarına çevrilmeye uygun bir hâle getirilmek üzere analiz ediliyor. Bu adımda kullanıcının amacı ile sinyaller arasında güçlü bir ilişki ve uyum sağlanması gerekiyor.
3. Özellik Dönüştürme: Elde edilen ilgili sinyaller çıkış cihazı için uygun komutlara dönüştürüldükleri algoritmaya aktarılıyor. Kullanılacak algoritmanın anlık değişikliklere uyum sağlaması ve cihazın tam kontrolünü kapsaması için dinamik bir yapıda olması gerekiyor.
4. Cihaz Çıkışı: Düzenlenen komutlar harici aygıtı çalıştırıyor ve imleç kontrolü, robotik kol hareketi, dijital konuşma gibi işlevler gerçekleşiyor. Kullanıcıya cihazın çalışması ile geri bildirim sağlanıyor ve döngü kapanıyor.

Bu bileşenler, işlemin başlangıcını ve zamanlamasını, sinyal işlemenin ayrıntılarını, cihaz komutlarının doğasını ve performans gözetimini tanımlayan bir işletim protokolü tarafından kontrol ediliyor. Etkili bir çalışma protokolü, bir BBA sisteminin esnek olmasını ve her kullanıcının özel ihtiyaçlarını karşılamasını sağlıyor.

Kaynakça: Rabinpoudel, Itnext, Healtheuropa, BilimveTeknik, Medium

Drew, L., “Agency and the algorithm”, Nature, 571, S19-S21, 2019.

Chaudhary, U., Birbaumer, N., Ramos-Murguialday, A., “Brain–computer interfaces for communication and rehabilitation”, Nature Reviews, Neurology, Cilt 12, s.513- 525, 2016.

Lotte, F. Ve ark, Introduction: Evolution of Brain–Computer Interfaces, Brain Computer Interfaces Handbook-Technological&Theoretical Advances, s.1-52, CRC Press, 2018.

Rao, R.P.N., Brain-Computer Interfacing-An Introduction, Cambridge University Press, 2013.

Abdulkader, S.N. ve ark., “Brain computer interfacing: Applications and challenges”, Egyptian Informatics Journal, 16, s.213-230, 2015.

The post Beyin Bilgisayar Arayüzü Ne Anlam Taşıyor? appeared first on Halil Durmus.

Düşünerek de Mümkün

Uzun yıllar boyunca insanlar ellerini kullanarak yani dokunarak bilgisayarlarla ve makinelerle etkileşim kurdu. Ancak bu tür bir etkileşim sınırlıydı ve bu sınırın ötesine geçmek için çok çeşitli çalışmalar yapıldı. Yıllar içerisinde insan-bilgisayar ve insan-makine etkileşimlerini daha sezgisel hâle getirmek amacıyla konuşma, mimik ve hareket gibi diğer iletişim yöntemlerini kullanabilecek teknolojiler geliştirmek için pek çok girişimde bulunuldu. Sonuç olarak ses ya da hareketle bilgisayar ve makinelere komutlar vermek ve onları kullanabilmek günümüz teknolojileri ile mümkün hâle geldi.

Tüm bu olumlu gelişmeler hayatı kolaylaştırmak adına pek çok yeni teknolojiyi beraberinde getirdi. Ancak hâlâ aşılması gereken sınırlar vardı ve insanlar bilgisayar ve makinelerle daha doğrudan, daha hızlı ve daha kolay iletişim kurabilmeliydi.

Bilişsel sinirbilim ve nörolojik görüntüleme teknolojilerindeki gelişmelerle birlikte insan beyninin bilgisayar ve makinelerle iletişim kurmasının yolu açıldı. Bu gelişmeler sayesinde beyin dalgalarından sensörler aracılığıyla elde edilen verilerin işlenmesiyle harici cihaz ve makinelere istenilen komutları vermek mümkün hâle geldi. Bilim-kurgu kitap ve filmlerde fazlaca yer bulmuş olan insanın biyolojik bedeninin dışındaki cihazları beyni sayesinde kontrol edebilmesi fikri bilimsel gelişmelerle birlikte hızlı bir şekilde kurmaca olmaktan çıkıp gerçeklik hâline gelmeye devam ediyor

Beyin Diliyle Konuşmak

Beyin makine arayüzü olarak da bilinen beyin bilgisayar arayüzü (BBA) sistemleri, (beynin motor fonksiyonlarından bağımsız olarak) beyin mesajlarını harici bir cihaza iletmek için doğrudan bir iletişim yöntemi sağlıyor. Bu arayüzler genellikle bilişsel ve duyusal motor fonksiyonlarını desteklemeye, güçlendirmeye veya onarmaya yönelik olarak kullanılabiliyor. Kullanıcılar beyin aktivitelerini değiştirip dönüştürerek bilgisayar ve makineleri kontrol etmelerini sağlayacak beyin dalgaları üretebiliyorlar.

Daha hızlı ve daha ucuz bilgisayarların üretilmesi, beynin duyusal bilgileri nasıl işlediğinin ve motor çıktısına dönüştürdüğünün daha iyi anlaşılması, beyin sinyallerini kaydetme ve bu sinyalleri işleme yöntemlerinin sayı ve kalite bakımından geliştirilmesi ve daha ulaşılabilir hâle getirilmesi ile makine öğrenmesi alanındaki gelişmeler sayesinde beyin bilgisayar arayüzlerine olan ilgi yıllar geçtikçe arttı. Günümüzde bu arayüzleri inşa etmek için birincil motivasyon insandaki kayıp duyusal ve motor fonksiyonları geri kazandırma potansiyelleri.

Gelişmiş BBA’lar sadece günlük işleri yerine getirme yollarını değiştirmekle kalmıyor aynı zamanda fiziksel engelli bireylerin yaşam kalitelerini de inanılmaz boyutlarda artırıyor. Konuyla ilgili teknolojik gelişmeler yaralanma veya hastalığa bağlı olarak felç geçiren ve konuşma/mimik yoluyla iletişime geçemeyen kişiler için hayli önemli. Günümüzdeki BBA’ların yaygın kullanım örnekleri arasında duyma engelliler için koklear protezler, görme engelliler için retina protezleri ve Parkinson hastaları için derin beyin uyarıcı protezler sayılabilir. Ayrıca ampüteler ve omurilik yaralanmaları geçirmiş kişilerin kol ve bacak protezlerinin beyin sinyalleri ile kontrolünü artırmak amacıyla araştırmalar devam ediyor. ALS ve felç hastaları için beyin aktivitesi ile kontrol edilen imleçler, sözcük yazıcılar ve seslendiriciler ile tekerlekli sandalyeler de beyin bilgisayar arayüzlerinin olası kullanım alanları arasında.

Diğer taraftan, son zamanlarda oyun ve eğlence uygulamalarından robotik beden kontrolü ve eğitim faaliyetlerine kadar farklı alanlarda kullanıma yönelik BBA’larla ilgili araştırmalar yapılıyor. Teknolojinin gelecekte ne kadar yaygınlaşacağı henüz net olarak belli değil. Ancak gelişmeler kaydedildikçe ve kullanım alanları arttıkça ahlaki ve etik boyutların da derinlemesine ele alınması gerekli gözüküyor.

Beyin ve Ötesi

İnsan beyni dünyada başka bir şey ile karşılaştırılamaz. Hakkında hemen hemen her gün yeni bilgiler öğrenmeye devam ettiğimiz oldukça karmaşık bir organ olan beyin vücut ağırlığının ortalama %2’sini oluşturuyor. Yaklaşık 1300-1400 gr ağırlığındaki bu büyüleyici organ duyular yoluyla bilgi almak, aldığı bilgileri işlemek, yorumlamak ve ifade etmek de dâhil olmak üzere tüm vücut fonksiyonlarını kontrol ediyor. Zekâ, yaratıcı düşünce, duygu ve anılar beyin tarafından yönetiliyor. Ayrıca kalbin çalışmasını ve solunum hızını düzenleyerek farklı durumlara nasıl tepki vereceğimizi de belirliyor.

Beyin, gerçekleştirilmesi istenen göreve bağlı olarak vücudun her yerinde bulunan milyonlarca alıcıdan gelen sinyalleri uygun kas hareketlerini uygulayacak komut sinyallerine dönüştürerek vücutta ilgili yerlere iletilmesini sağlıyor. Bu kapalı devre gerçek zamanlı kontrol sistemi, yapay olarak bilim insanlarınca oluşturulan benzer herhangi bir sisteme göre oldukça üstün. Beynin eşsiz bilgi işleme yetenekleri büyük ölçüde paralel ve dağıtılmış hesaplama yönteminden kaynaklanıyor. İşin büyük kısmı

nöron olarak bilinen sinir hücrelerince gerçekleştiriliyor. İnsan vücudunda yaklaşık 86 milyar nöron bulunuyor. Bu nöronlar oldukça karmaşık elektrokimyasal cihazlar ve yüzlerce nörondan aldıkları bilgiyi işleyerek diğer nöronlara iletiyorlar. Milisaniye sürelerinde gerçekleşen bu eşsiz veri akışı, yeni veri girişlerine ve değişen koşullara göre anlık olarak yeniden düzenleniyor.

Nöronlar Konuşur mu?

Beyin sinyallerinin uygun algoritmalarla işlenmesiyle vücut dışında bulunan harici bir cihaz kontrol edilebiliyor. Bunu başarmak için nöronların dilinden anlamak gerekiyor. Bir nöron diğer nöronlardan yeterince güçlü girdiler aldığında bir dizi olay serisi tetikleniyor. İyonların hareketlerine bağlı olarak nöronların elektriksel potansiyel değerlerinde aksiyon potansiyeli de denilen hızlı artış ve düşüşler meydana geliyor. Elektrik potansiyelindeki bu ani artış ve düşüşler nöronlar arasındaki iletişimi temsil ediyor. Bu değişikliklerden elde edilen veriler BBA’lar sayesinde işlenerek bilgisayar ve makinelere iletilmek üzere dijital verilere dönüştürülüyor.

Farklı Beyin Sinyalleri Farklı Anlamlar

Beyin nöral aktiviteler ile birlikte beyin bilgisayar arayüzlerinde kullanılabilecek çeşitli sinyaller üretiyor. Beyin aktivitesine bağlı olarak kaydedilebilen sinyaller frekansa bağlı olarak beş sınıfa ayrılıyor:

Gama Dalgaları: 31-100 Hz aralığındaki bu beyin dalgaları kısa süreli hafıza ve çok boyutlu entegrasyon hâllerinde gözlenir. Yüksek gama aktivitesinin motor görevler için de görüldüğü belirtiliyor.

Beta Dalgaları: 13-30 Hz frekans aralığındaki beta dalgaları alarm durumundaki ve yüksek dikkat hâlindeki kişilerde görülür.

Alfa Dalgaları: 8-13 Hz frekans aralığındaki dalgalardır. Uyanık hâldeki kişide gözleri kapalı ve rahat durumdayken gözlenir. Kişi bir hareket yaptığında veya bir hareket gerçekleştirdiğini hayal ettiğinde bu dalgalarda düşüş veya kaybolma görülür.

Teta Dalgaları: 4-8 Hz frekans aralığına sahip olup çocuk ve yetişkinlerde uyuşukluk ve uyku ile uyanıklık arasındaki hâli temsil eder. Yetişkinlerde yüksek teta seviyeleri anormal olarak kabul edilir.

Delta Dalgaları: 0,5-4 Hz aralığında frekansa sahip delta dalgaları en yüksek genliğe sahip ve en yavaş olan sinyaller. Bebeklerde ve yavaş dalga uykusundaki yetişkinlerde görülür.

Kaynakça: Towardsdatascience, Sciencefocus, Sciencefocus-2, BilimveTeknik, Wikipedia, Nature

The post Beyin Bilgisayar Arayüzleri appeared first on Halil Durmus.

Energy and Environmental Science dergisinde yayımlanan bir makaleye göre, Massachusetts Institute of Technology (MIT) ve Çin’deki Jiao Tong Üniversitesinden bir grup araştırmacının bir araya gelerek geliştirdikleri güneş enerjisiyle çalışan tuzlu su arıtma sistemi hiçbir ek enerjiye ihtiyaç duymadan metrekare başına saatte altı litre su arıtabiliyor.

MIT’den Evelyn Wang liderliğindeki ekibin geliştirdiği çok katmanlı bir damıtma mekanizmasının bulunduğu sistemde, güneş enerjisiyle ısınan panellerle su buharlaştırılıyor, sonra tekrar soğutularak suya dönüştürülüyor, bu esnada ortaya çıkan ısı ise diğer katmana aktarılıyor. Böylece ısının israfı önleniyor. Bu şekilde on katmandan oluşan pasif sistem, mevcut pasif sistemlerden iki kat daha verimli çalışıyor.

Cihaz esasen çok katmanlı bir güneş ışığıdır, likörü damıtmak için kullanılanlar gibi bir dizi buharlaştırıcı ve yoğunlaştırıcı bileşen içerir. Isıyı emmek ve daha sonra bu ısıyı buharlaşmaya başlaması için bir su tabakasına aktarmak için düz paneller kullanır. Buhar daha sonra bir sonraki panelde yoğunlaşır. Bu su toplanırken, buhar yoğunlaşmasından gelen ısı bir sonraki tabakaya geçer.

Buhar bir yüzey üzerinde yoğunlaştığında, ısı yayar; tipik kondenser sistemlerinde, bu ısı çevreye kaybolur. Ancak bu çok katmanlı buharlaştırıcıda, salınan ısı bir sonraki buharlaşan katmana akar, güneş ısısını geri dönüştürür ve genel verimliliği arttırır.

Sistemin seri üretilmesi durumundaysa verimliliğin daha da artırılabileceği öngörülüyor.

Böyle bir sistem deniz üzerine kurulduğunda, güneş enerjisiyle damıtılan deniz suyu sahile pompalanabilir. Diğer bir seçenek ise bu sistemi denize yakın yerlerdeki evlerin çatısına kurmak. Böylece 100 dolarlık maliyetle bir ailenin günlük içme suyu ihtiyacı karşılanabilir. Mevcut arıtma sistemleri böyle bir sisteme göre enerji verimliliği açısından çok daha üstün olsa da maliyet ve kolay kurulum gibi etmenler dikkate alındığında bu sistemin bazı senaryolarda çok daha avantajlı olduğu söylenebilir.

Kaynakça: MIT News, Bilim ve Teknik, PV Magazine

The post Güneş Enerjisi ile Suyu Tuzdan Arındırma appeared first on Halil Durmus.

The Lancet dergisinde yayımlanan bir çalışmada, araştırmacılar, Çin’de Covid-19’a yakalanan 9 kişiden izole ettikleri yeni coronavirüsün genom dizilerini analiz ettiler ve genetik dizilerin % 99,98’inden fazlasının aynı olduğunu buldular. Bu sonuç, virüsün kısa bir süre önce insana bulaştığını ortaya çıkardı. Eğer çok daha önce bulaşmış olsaydı. Virüslerin çoğalma hızı da göz önünde bulundurulduğunda, mutasyona uğraması ve gen diziliminde farklılıkların ortaya çıkması söz konusu olurdu.

İlk Covid-19 vakalarının çoğu, çeşitli hayvanların satıldığı Çin’in Wuhan şehrindeki Huanan deniz ürünleri pazarında çalışan veya pazarı ziyaret eden insanlarda meydana geldi. Virüsün kökeni hakkında daha fazla bilgi edinmek için, Covid-19 virüsünün gen dizilimi, virüs gen dizilim veri bankasındakilerle karşılaştırıldı. En benzer gen dizilimlerinin yarasalardan kaynaklanan iki coronavirüste olduğu keşfedildi. Her iki coronovirüsün genetik dizilimi de%88 oranında Covid-19 virüsünün gen dizilimiyle benzerdi. Aynı zamanda Covid-19’un gen diziliminin SARS’a neden olan coronavirüsünkiyle %79, MERS’e neden olan coronavirüsünkiyle de %50 oranında benzer olduğu tespit edildi.

Bu sonuçlara dayanarak, bilim insanları Covid-19’un yarasalardan bulaştığını düşündü. Ancak deniz ürünleri satılan Huanan pazarında yarasa satılmıyordu. Bu nedenle virüsün insanlara iletilmesinde henüz tanımlanmamış başka bir hayvanın bir tür ara taşıyıcı olduğu kanısına varıldı.

Iowa Üniversitesinden mikrobiyolog Stanley Perlman’a göre yarasalar uzun zamandır bu virüslerin konakçısı ancak yarasalar hastalanmıyor! Yarasalar insanlarda öldürücü salgınlara eden olan bu virüslerle yaşamayı bağışıklık sistemleri sayesinde başarıyor.

Çin’de 15 yıldır hayvanlardan insanlara geçen hastalıkları araştıran EcoHealth Alliance Başkanı Dr. Peter Daszak, bu salgının kaynağını henüz tam olarak bilmemekle birlikte yarasadan (hatta nalburunlu yarasa türünden) geçtiğine dair kanıtlar olduğunu söyledi.

İnsanda hastalığa neden olan ve Afrika, Malezya, Bangladeş ve Avustralya’daki salgınların kaynağı olan Marburg, Nipah ve Hendra virüslerinin kaynağı da yarasalar. Ayrıca, Ebola virüsünün de doğal taşıyıcısının yine yarasalar olduğu düşünülüyor. Yarasalar kuduz virüsü de taşıyor ama bu virüsten kendileri de etkileniyor!

Yarasaların bu virüslere karşı diğer memelilere nazaran toleranslı olma üstünlükleri onların oldukça ayırt edici özelliğinden biri.

Yarasaların nasıl bu kadar çok virüs türünü taşıdığı ve hastalanmadan onlarla birlikte yaşamlarını sürdürdüğü bilim dünyasını meşgul eden soru. Bu sorunun yanıt bulmasında öne çıkan yeni bir araştırma, yarasaların tek uçan memeli olmalarının bağışıklık sistemleri üzerinde de etkili olabileceğini söylüyor.

Çin ve Singapur’dan araştırmacıların yer aldığı ve 2018 yılında Cell Host and Microbe dergisinde yayımlanan çalışmaya göre, yarasaların uçarken ihtiyaç duydukları enerji o kadar fazla ki bu enerji ihtiyacı vücutlarındaki hücreleri yıkıma uğratıyor. Serbest kalan DNA parçacıkları vücutlarının çeşitli bölgelerinde bulunabiliyor. Yarasalar da dâhil olmak üzere, memeliler, bu çeşit DNA parçacıklarını hastalığa sebep olan organizmaların istilası olarak algılayabiliyor. Bunlara tepki verebiliyor. Fakat araştırmada yarasaların bu algılama yeteneklerinin vücutlarında uçma sırasında gerçekleşen yıkımdan dolayı diğer memelilerdeki gibi işlemediğinden söz ediliyor. Araştırmacılara göre, bu durum, yarasaların bağışıklık sistemini virüslere karşı aşırı tepki göstermekten alıkoyuyor.

Ara Taşıyıcı Pullu Karıncayiyen mi?

Çinli bilim insanları salgının ilerleyen günlerinde yarasadan insana coronavirüs bulaşmasında, ara taşıyıcının nesli tükenmekte olan pullu karıncayiyen (pangolin) olabileceğinden şüphelendiler, bu konuda araştırmalar hâlâ devam ediyor. Birçok hayvan, virüsleri diğer türlere taşıma kapasitesine sahip ve yaban hayat kaynaklı coronavirüsün neredeyse tüm türleri de insana bu yolla bulaşabiliyor.

Güney Çin Tarım Üniversitesindeki bilim insanları; 1000’den fazla yabani hayvandan aldıkları örnekleri test ettikten sonra, pullu karıncayiyende bulunan coronavirüsün genom diziliminin, %99 oranında salgına neden olan cornavirüsünkiyle aynı olduğunu tespit ettiler. Ancak başka uzmanlar bu bulguya daha temkinli yaklaşıyor. Örneğin, Cambridge Üniversitesi Veterinerlik Bölüm Başkanı James Wood; taşıyıcı hayvanlar üzerindeki araştırmaların önemli olduğunu ve sonuçların uluslararası incelemeler için yayınlanması gerektiğini söylüyor. Ancak sadece viral RNA’larda bulunan %99 oranında dizilim benzerliğinin kamuoyuna açıklama yapmak için yeterli bir bilimsel kanıt olmadığını söylüyor. Araştırmacılar, şu an her ne kadar imkânsız görünse de asıl suçlunun kesin olarak ortaya çıkarılması için kapatılmış olan pazarda satılan her bir hayvanın incelenmesi gerektiğini söylüyor.

Bu salgın için çok geç olsa bile, coronavirüsü taşıyan ve insana bulaştıran hayvanı tespit etmek. Gelecekte hastalığın tekrar ortaya çıkmasını engellemek açısından büyük önem taşıyor. Paris, Ulusal Bilimsel Araştırmalar Merkezinden araştırmacı Francois Renaud; potansiyel olarak insanlara virüs bulaştırma riski olan tüm hayvanların takip listelerinin oluşturulmasının potansiyel salgın hastalıkları önlemede rol oynayacağını belirtiyor.

Kaynakça: Livescience, Sciencedaily, Euronews

The post Yarasalar Virüsler İle Nasıl Baş Ediyor? appeared first on Halil Durmus.

Salgına neden olan coronavirüs başlangıçta kulağımıza tanıdık gelmemiş olsa da aslında pek çok kişinin bu virüsün daha hafif türleri ile daha önce karşılaşmış olması muhtemel.

Çünkü bu virüsün dört türü yaygın soğuk algınlığı vakalarının yaklaşık beşte birinin sorumlusu. Coronavirüsler hem insanlarda hem hayvanlarda bulunabilen büyük bir virüs ailesinin bir parçası. Bazıları insanları enfekte edebiliyor ve yaygın olarak basit bir soğuk algınlığına ya da MERS (Orta doğu solunum sendromu) ve SARS (Ciddi akut solunum sendromu) gibi çok ciddi hastalıklara neden olabiliyor.

Covid-19 bir RNA Virüsü

Coronavirüsler zarflı ve tek iplikli RNA virüsleridir, yani genetik materyalleri bir RNA ipliğinden oluşur ve her viral partikül bir protein zarfına sarılıdır. Bütün virüsler konakçılarını enfekte ederken temelde aynı yolu izler. Bir hücreyi istila eden virüs, o hücrenin bazı bileşenlerini kullanarak kendisini kopyalar, daha sonra da kopyaları diğer hücreleri enfekte eder. Ancak RNA virüslerinin farklı bir özelliği vardır. Bu virüsler, RNA replikasyonu sürecinde, tipik olarak hücrelerin DNA kopyalarken kullandığı hata düzeltme mekanizmalarına sahip olmadıkları için replikasyon sırasında ortaya çıkan hataları düzeltemezler. Bununla birlikte, coronavirüsler RNA virüsleri içerisinde 30.000 bazla en uzun genoma sahip virüs grubudur. Replikasyon sırasında hata düzeltme yeteneğinden mahrum olan bu patojenlerin kopyaladıkları baz miktarı arttıkça hata yapma olasılıkları da artıyor. Dolayısıyla her hata beraberinde yeni bir mutasyonu getiriyor. Bu mutasyonların bazıları da virüse yeni hücre tiplerini, hatta yeni türleri enfekte etme yeteneği gibi yeni özellikler sağlayabiliyor.

Bir coronavirüs dört yapısal proteinden oluşur: nükleokapsid,
zarf, zar ve çubuksu çıkıntılar (dikenler). Bu çıkıntılara Latincede
taç anlamına gelen “corona” adı verildiğinden bu virüslere coronavirus (taçlı virüs) denir. Nükleokapsid, zarf ve zar proteinleri
tarafından oluşturulan küreye benzer bir yapının içinde, genetik
materyali bulundurur. Dikensi çıkıntılar ise virüsün enfekte edebileceği hücreleri belirler ve hücrelerdeki almaçlara bağlanır.

ACE2 Almacı Giriş Kapısı

Coronavirüsler, enfekte kişiler nefes alıp verdiklerinde, öksürdüklerinde veya hapşırdıklarında dışarı attıkları damlacıklar yoluyla insandan insana bulaşabilir. Tipik bir cerrahi maske bu damlacıklarda bulunan viral partiküllerin geçişini engelleyemez ancak elleri yıkamak; sık dokunulan yüzeyleri ve nesneleri dezenfekte etmek ve yüze, göze ve ağıza dokunmaktan kaçınmak gibi basit önlemler enfeksiyon riskini büyük ölçüde azaltabilir.

Hafif soğuk algınlığına neden olan coronavirüsler öncelikle üst solunum yolunu (burun ve boğaz) enfekte ederken. Daha ciddi hastalıklara neden olan coronavirüsler alt solunum yolunu (akciğerler) enfekte ederek zatürreye neden olurlar. SARS virüsü hücrede ACE2 (anjiyotensin dönüştürücü enzim-2) adı verilen almaca, MERS virüsü ise DPP4 (dipeptidil peptidaz-4) adı verilen almaca bağlanır. Her iki almaç da başta akciğer hücreleri olmak üzere vücudun farklı yerlerindeki hücrelerde bulunur.

Yapılan analizler Covid-19’a neden olan coronavirüsün de SARS gibi hücrelerin ACE2 almacına bağlandığını gösterdi. Diğer yandan aynı almaca bağlanan örneğin NL63 adı verilen bir insan coronavirüsü sadece üst solunum yolu enfeksiyonuna neden olurken, SARS ve Covid-19 coronavirüsleri alt solunum yollarını enfekte ediyor. İlginç olan başka bir nokta ise ACE2 almacının kalp hücrelerinde de yoğun olarak bulunmasına rağmen coronavirüsün kalp hücrelerini enfekte etmemesi. Güney Afrika’daki Western Cape Üniversitesinden moleküler biyolog Burtram Fielding, virüsün hücrelere bağlanmasında başka almaçların da rol oynadığından şüphelendiğini söylüyor.

Coronavirüslerin bir başka önemli özelliği,

Yardımcı proteinleri sayesinde konağın doğuştan gelen bağışıklık tepkisinden kaçabilmesi. Bağışıklık hücreleri vücutta bir patojen tespit ettiğinde, patojenin çoğalmasını önleyen, patojenin protein sentezini durduran ve patojenin ölümünü tetikleyen interferon isimli proteinlerin salınmasıyla bağışıklık yanıtı başlar. Ancak bağışıklık sisteminin yanıtı ve tüm bu süreç, konakçı yani virüsün enfekte ettiği kişi için zararlı da olabilir. Çünkü bağışıklık yanıtı bazen vücudun sağlıklı hücrelerine karşı olup otoimmün hastalıklara yol açabiliyor. Bu, biraz da virüsün ne kadar virülan olduğu, yani virüsün ne kadar yıkıcı bir bağışıklık tepkisine yol açtığıyla da ilgili olabilir. Dolayısıyla, bağışıklık sisteminin tepkisi vücudu korumak yerine vücuda zarar da verebilir. Bu yüzden bir virüs salgınında kişinin diğer sağlık sorunları da önem kazanır.

Coronavirüs bir yüzeyde ne kadar hayatta kalabilir?

Yeni bir çalışma Covid-19’a neden olan coronavirüsün cansız nesneler üzerinde bir haftadan bile daha uzun süre hayatta kalabileceğini gösterdi. ABD Salgın Hastalıklar Kontrol ve Önleme Merkezine göre, şimdiye kadar belirli bir yüzeye veya nesneye dokunduktan sonra eller ağza, buruna veya gözlere sürüldüğünde coronavirüsün bulaşıp bulaşmayacağı bilinmiyordu. Bilim insanları Covid-19 virüsü hakkında çok fazla bilgiye sahip olmadıklarından bu soruya MERS ve SARS’a neden olan coronavirüsler üzerinde araştırma yaparak cevap bulmaya çalıştı.

Daha önce yapılmış çalışmaları inceleyen araştırmacılar, 22 çalışmada, insanda hastalığa neden olan mikroorganizmaların oda sıcaklığında, birçok yüzeyde 9 güne kadar canlı kalabildiğini buldular.

Araştırmacılar coronavirüs ailesine ait virüslerin ise alüminyum, ahşap, kağıt, plastik ve cam gibi değişik malzemeler üzerinde en fazla 4 ila 5 gün canlı kalabileceğini söylüyor. Greifswald Üniversitesi Hastanesinden doktor Günter Kampf, düşük sıcaklık ve yüksek nemin bu virüslerin yaşam sürelerini uzattığını söylüyor.

Araştırma ekibindekiler, coronovirüsün yayılmasını önlemek için hastanelerde her türlü yüzeyin çok dikkatli bir şekilde sodyumklorit, hidrojenperoksit veya etanol içeren çözeltilerle dezenfekte edilmesini öneriyor. WHO da bu önerilen yöntemlerin özellikle MERS ve SARS virüsleri için çok etkili olduğunun altını çiziyor. Araştırmacılar bu yöntemlerin Covid-19 virüsü için de geçerli olacağını vurguluyor.

Hanover Leibniz Üniversitesinden virolog Eike Steinmann farklı coronovirüs türlerini incelediklerinde benzer sonuçlar elde ettiklerini söylüyor.

Araştırma ekibi inceledikleri virüsler arasında Covid-19 virüsünün olmadığını bu nedenle de kontamine olmuş bir yüzeyle temas sonrasında bulaşma olup olmadığı konusunda veriye sahip olmadıklarını belirtiyor. Covid-19 virüsünün ne kadar tehdit edici olduğu düşünülürse elleri sık sık yıkamak ve ortak kullanım alanlarının temizliğine özen göstermek büyük önem taşıyor.

Kaynakça: Businessinsider, BilimveTeknik, Sciencealert, Scientificamerican, Who, Livescience, NewScientist, Wikipedia

The post Küresel Kabus: Covid-19 appeared first on Halil Durmus.