Yarı Canlı Çipler

[bluemoon24]

Bu

ameliyattan canlı çıkan hastaların, yeni vücutlarıyla atlayıp zıplamaları, hatta

yürümeleri, bugünün teknolojisiyle olanaksız. Ancak bilim adamları, kesik

omuriliklerin onarılması yönteminin 21. yüzyılda bulunacağına inanıyorlar.

Üstelik anlaşılan fazla da beklemeyecekler.ABD'nin Ohio Eyaleti

Cleveland Kenti'ndeki Case Western Reserve Üniversitesi araştırmacılarından P.

Hunter Peckham ve ekibi, ön kol ve el üzerindeki değişik kaslara yerleştirilmiş

sekiz elektrot aracılığıyla, elleri ve ayakları felçli (quadriplegic) hastalara,

elle kavrama yetisi kazandırmayı başardılar. Piyasaya sürülen düzenekle

hastalar, çaprazdaki omuzlarını, öne arkaya oynatarak ellerini kontrol

edebiliyorlar. Omuz hareketi, bedene yerleştirilmiş algılayıcılarla, köprücük

kemiğinin hemen altına yerleştirilmiş bir işlemciye iletiliyor ve o da elektrik

sinyalleri üreten bir başka aygıtı harekete geçirerek, uyarıları kaslardaki

elektrotlara iletiyor. Peckham ve arkadaşları şimdi daha çok elektrot

içeren bir düzenekle ellere ve ön kollara daha etkin bir motor kontrol yeteneği

kazandırmaya çalışıyorlar. Aynı ekip, asıl hedefleri olan sinirsel protezler

yoluyla felçli hastaları ayağa kaldırma, hatta yürütme yolunda da büyük ilerleme

kaydettiğini bildiriyor. Çok daha iddialı bir hedef, omurilik

kesiklerinin yarı-canlı çipler aracılığıyla köprülenmesi. Amerikan Kimya

Derneği'nin, mart ayı içinde, California'nın Anaheim Kasabası'nda yaptıkları

toplantıda bazı araştırma grupları, temel önemdeki bir teknoloji geliştirmek

üzere olduklarını açıkladılar. Yapılan şu: Transistör ya da başka bazı

mikroelektronik aygıtlar üzerinde basit bir sinir hücreleri (nöron) ağı

oluşturuluyor. Elektronik aygıtlar da hem üzerlerindeki canlı hücrelerle ilinti

kuruyor hem de bunların kendi aralarındaki haberleşmeyi dinleyebiliyorlar. Bu

ağlar şimdilik yalnızca dikdörtgen ya da başka biçimli bir devre modelinde

birleştirilmiş birkaç hücreden ibaret. Bu durumlarıyla henüz bir cep

kalkülatörünün basit işlemlerini bile yapabilmekten çok uzaktalar. Ama bu

halleriyle bile araştırmacıların hayal güçlerini ateşlemişler. Daha şimdiden

melez bilgisayarlardan, protezlerden ve duyu aygıtlarından sözediliyor.

George Washington Üniversitesi kimyacılarından James Hickman, aslında

araç-gereç yapmayı tasarlayabileceğimiz noktaya hayli yaklaştık

diyor.Sinir uzmanları, iğnemsi elektrotlar kullanarak tek tek nöronların

ne zaman, ne biçimde ve hangi etkiyle ateşlendiklerini on yıllar süren

gözlemlerden sonra az çok anlayabilmişlerdi. Ancak bunların oluşturduğu ağları

izlemekte çok daha daha az başarılıydılar. Gerçi daha karmaşık izleme

teknikleri, örneğin elektrot dizeleri geliştirildi. Ancak Almanya'nın

Martinsried Kasabası'ndaki Max Planck Biyokimya Enstitüsü araştırmacılarından

Peter Fromherz, alınan verilerin ne anlama geldiğini çıkarmak güç diyor. Aynı

araştırmacıya göre komşu nöronlar arasındaki bağlantı ağları öylesine karmaşık

ki, hangi hücrenin hangi sinyale yanıt verdiğini anlamak neredeyse olanaksız.

Oysa temelden başlayarak bu ağları, nöronları teker teker birbirinin üzerine

koyarak kurmak ve bunlarla mikroelektronik aracılığıyla ilişki kurmak, bu

karmaşadan kurtulabilmek için bir yol olabilir. 1991 yılında Fromherz ve

ekibi, bir sülük nöronunu, kendisinin faaliyetini izleyen bir silikon temelli

alan etki transistörü (field effect transistor = FET) üzerine yerleştirmeyi

başarmışlar. 1995 yılındaysa aynı ekip, elektrik yükü sağlayan bir

kondansatörün, üzerine yerleştirilmiş bir nöronun ateşlenmesini sağlayacak küçük

bir elektrik şoku yaratabileceğini kanıtladı. Şimdiyse araştırmacılar,

daha karmaşık sistemlere yönelmiş bulunuyorlar. Yaptıkları, bir cam ya da

silikon yüzey üzerine ince şeritler gibi serilmiş bir hücre dostu madde üzerinde

basit devre örüntüleri biçiminde hücre grupları geliştirmek. İlk

deneylerde, aralarında Hickman'ın ekibinin de bulunduğu bazı araştırma grupları,

hücreleri, mikroelektronik dinleme cihazları bulunmayan cam yüzeyler üzerinde

örüntülemeyi başardı. Toplantıda Hickman, ekibinin, bilgisayar çipleri yapımında

kullanılan türünden basit litografi teknikleri kullanarak bir nöron devresi

gerçekleştirdiğini açıkladı. Ekip bu tekniği uygulayarak önce kimyasal bir

çerçeve oluşturmuş, daha sonra da farelerin beyninden alınan hippokampus

nöronlarını bu çerçeve üzerine dörtgen bir devre oluşturacak biçimde

yerleştirmiş. Araştırmacılar işe önce cam bir yüzeyi, bir molekül

kalınlığında bir tabaka halinde DETA adlı nöron-dostu organik bir maddeyle

kaplamışlar. Daha sonra bu yüzey üzerine, ince telden metal bir maskeden

geçirerek morötesi ışık düşürmüşler. Maskeyi geçip yüzeye vurduğu yerlerde ışık,

DETA'yı kazıyıp hidroksil gruplarından oluşan artıklar bırakmış. Maskeyle

korunan yerlerde ise DETA sağlam kalmış. Araştırmacılar bunun ardından

hidroksil artıklara, nörönları iten, teflon benzeri bir madde eklemişler.

Böylece, dörtgen biçiminde bir DETA çerçeve oluşturmuşlar. Daha sonra camın

üstüne içinde nöronların geliştirildiği bir kültür maddesi döktüklerinde bir

çift hücrenin DETA'ya taşındığını, bunun ardından çerçeve boyunca akson denen

ipliksi bağlar uzattıklarını ve sonunda birbirleriyle bağlandıklarını

gözlemlemişler. Hickman'ın ekibi nöronların birbirleriyle sinaptik

iletişim içinde bulunduklarını da göstermiş. Araştırmacılar önce bir iğne

elektrotla hücrelerden birini uyararak ateşlenmesini sağlamışlar. Hemen ardından

da algılayıcıyla komşu hücrenin de ateşlendiğini belirlemişler. Hickman, bu

demektir ki, artık basit yapılar kurup, hücrelerin bağlanışını

denetleyebileceğiz diyor. Araştırmacıya göre bundan sonraki adım, bu sinirsel

devreleri gerçek mikroelektrik araçlar üzerinde kurmak. Başka

araştırmacılar, daha şimdiden bu kapıyı zorlar görünüyorlar ve nöron ağları

oluşturmak için mikrokontakt baskı denen bir teknik kullanıyorlar. Harvard

Üniversitesi'nde George Whitesides ve ekibince geliştirilen bu teknik, bir

silikon bisküvi ya da başka bir katı materyal üzerine geleneksel litografi

(taş baskı) yöntemiyle mikroskopik şekiller çizilmesi temeline dayanıyor.

Üzerine istenen örüntü çizilen bisküvi, bir tür lastik mühür için kalıp

olarak kullanılıyor. Araştırma ekipleri, bu mühürlerin üzerine mürekkep olarak

hücre dostu bileşikler sürerek, çeşitli yüzeylere basmışlar; böylelikle,

hücrelerin gelişmesini yönlendiren çerçeveler elde etmişler. Ancak

araştrırmacılar, canlı devrelerin tedavide kullanılmasının bugünden yarına

gerçekleşecek bir şey olmadığını vurguluyorlar. Önemli sorunlardan biri, kendi

başlarına kültürlenen nöronların ancak bir ay yaşayabilmesi. Ancak Hickham,

Virginia Üniversitesi araştırmacılarının, glial adlı destek hücreleriyle

birlikte kütürlenmeleri halinde nöronların bir yıl dayandıklarını belirtiyor.

Hickman, biz şimdi elektronikçilerin ilk transistörlerle 50 yıl önce

bulundukları yerdeyiz diyor Ama o zaman da kimse bir kişisel bilgisayar

yapabilmeyi hayal bile edemezdi diyor.



Siyaset, Bilim Ve Tarih Bilinci (Doğan Özlem )The Benefits Of TreesEnerji TasarrufuAlternatif Ucuz Enerji KaynaklarıErozyonun Tanımı Ve ÇeşitleriDünyamızın HareketleriDoğalgazDeve KuşlarıTeknolojik CellatlarımızKüresel IsınmaÇimento İşkolu Ve SorunlarıAtmosferin Başlıca Gaz KirleticileriNükleer EnerjiYapay KristallerHyrogen Fuel  The Fuel Of FutureKentiçi Ulaşımı Ve Çevre SorunlarıPrcı HakkındaÇevre Kirliliği Ve SonuçlarıSivil SavunmaUluslararası Hukuk Ve Çevre