Sinir ve kas sisteminde meydana gelen bozukluklar bu yüz yıla kadar birçok insanın hayatını oldukça olumsuz yönde etkiledi. Vücut içine yerleştiren elektronik sistemler ve protezler sayesinde bu sorunların üstesinden gelmeye başlasak da bu çözümlerin sorunsuz çalışabilmesi gerçekten emek isteyen ve zorlu bir süreç olmakta.
Yakın zamanda UC Berkeley Üniversitesi’ndeki mühendisler yapmış oldukları çalışmaların oldukça olumlu olan sonuçlarını bilim dünyasına duyurdular. Sadece büyük bir tuz tanesi büyüklüklerinde olan (3mmx1mmx.0.8mm) ve neural dust adını verdikleri sensör söz ettiğimiz sağlık sorunlarına oldukça kullanışlı çözümler getiriyor.
Sensörün amacını özetleyecek olursak: bataryasız, kablosuz iletişim kurabilen, vücuda yerleştirilebilinen küçük cihazlar sayesinde kaslarda, çevresel sinir sisteminde, merkezi sinir sisteminde ve beyinde olup biten aktivitenin kaydedilmesi ve bu bilginin dışarı aktarımını sağlayabilmek.
Bilim insanlarının yapmış olduğu sensör şu anda 3mm3 ‘ten daha az yer kaplamakta. Bir sinire veya kasa bağlı olan sensör, içinde bulunan piezoelektrik kristal sayesinde dışarıdan gelen ultrasonik titreşimleri elektrik enerjisine çevirmekte. Sinirde veya kasta meydana gelen voltaj değişimleri devrede değişiklik yaratmakta ve bu sayede kristalin titreşimini değiştirmekte. Dışarıdan ultrasonik dalgaları gönderen cihaz da aynı zamanda geri dönen veriyi almakta ve voltaj değişimi hakkında sahip olmamız gereken bilginin kaynağı olmakta. (Ultrasonik dalgada yaşanan değişim, backscatter, sinirde veya kasta yaşanan voltaj değişimini anlamamızı sağlıyor.)
Sensöre gerekli enerjiyi sağlamak ve iletişim kurabilmek için ultrasonik dalgalar seçilmiş. Öncelikle çalışmalarını radyo dalgalarıyla yapmaya çalışan ekip radyo dalgalarının vücudun birçok yerinde sönümlenmesi nedeniyle yeterli veri alamamaları yüzünden başarısız olmuşlar. Bekledikleri verimi alabilmeleri için muhtemelen sağlığa zararlı olan yüksek yoğunlukta radyasyon kullanmaları gerekmiş ki bu istenmeyen bir durum. İki yılın ardından ultrasonik dalgaları kullanmaya başlayan ekip oldukça memnun kalmış çünkü küçük cihazlara direkt yönlendirilmesi, sönümlenmesinin az olması ve daha çok enerji transferi sağlaması açısından tam da aradıkları şeyi bulmuş olmuşlar. Hali hazırda tıbbın birçok alanında kullanılan ultrasonik dalgalar vücudun neredeyse her yerine nüfuz edebilmekte.
Deneylerinde 6 tane 540 nano saniyede bir ultrasonik dalga vuruşu göndererek sensörleri her 100 mikrosaniyede çalıştırabilen ekip bu sayede devamlı ve gerçek zamanlı bilgi alabilmeyi başarmış. Başlarda cerrahi epoxy kullanılmış olsa da ekip, biyolojik olarak uyumlu ve vücut içerisinde 10 veya daha uzun süre dayanabilecek materyallerle sensörleri üretmeyi başarmış. Ortaya çıkan bu sensör, fareler üzerinde yapılan araştırmalara göre, şu an çevresel sinir sistemi ve kaslarda oldukça verimli olarak çalışmakta.
Hedeflerinde merkezi sinir sistemi ve beyin için de aynı şeyi yapabilmek olan araştırmacılar sensörün boyutunu 50 mikron uzunluğunda kenarlara sahip bir küp yani ortalama bir saçın kalınlığının yarısı kalınlığında boyutlara indirmek istiyorlar. Aynı zamanda sensörün materyallerinin daha biyolojik olarak uyumlu ve dayanıklı olmasına, dışarıdan ultrasonik dalga verici ve alıcıyı vücuda takılabilinecek küçük bir cihaz haline getirmeye ve hatta elektrik sinyaleriyle ölçülemeyen oksijen ve hormon seviyelerini ölçmek için çalışıyorlar.
Bu sensör sayesinde 1-2 sene dayanabilen elektrotlardan, kafatasının veya kemiklerin içerisinden geçen kablolardan kurtulacak olan hastaların hayatlarının oldukça kolaylaşabileceğini söyleyebiliriz. Fakat biliyorsunuz ki insanlık için yapılan her iyi şey kötülük için de kullanılabilinir. Bu kadar küçük ve sinir sistemine etki edebilen cihazların daha da ileride cerrahi işlem görmeden vücuda yerleştirilmesi çok olası ve bu olası kötü amaçlı kişilerin elinde insanların sinir sistemini kontrol edebilen bir cihaza dönüşebilir. Umarım ki o çağlara geldiğimizde insanlık kendini yok etmek yerine beraber hayatta kalmayı kendine amaç edinebilir.
https://www.youtube.com/watch?v=oO0zy30n_jQ
Kaynakça
http://news.berkeley.edu/2016/08/03/sprinkling-of-neural-dust-opens-door-to-electroceuticals/
https://en.wikipedia.org/wiki/Electroceuticals
https://en.wikipedia.org/wiki/Backscatter
Kapak Fotoğrafı:
Youtube videosundan ekran görüntüsü
Yazıda kullanılan fotoğraflar:
https://news.berkeley.edu/wp-content/uploads/2016/08/nervemote750.jpg
https://news.berkeley.edu/wp-content/uploads/2016/08/diagram750.jpg
https://news.berkeley.edu/wp-content/uploads/2016/08/ratdiagram750.jpg
