Evrim Ağacı
Reklamı Kapat
Reklamı Kapat

Bu yazı, Singularity Hub isimli kaynaktan birebir çevrilmiştir. Çevirmen tarafından, metin içerisinde (varsa) açıkça belirtilen kısımlar haricinde, herhangi bir ekleme, çıkarma veya değişiklik yapılmamıştır. Bu içerik, diğer tüm içeriklerimiz gibi, İçerik Kullanım İzinleri'ne tabidir.

Kulağa tamamen çılgınca geliyor: Gelecek yıl itibarıyla bilim insanları gen terapisi sayesinde gözlere ek “ışık sensörleri” vererek görme yetisini kaybetmiş kişilere bu yeteneklerini geri kazandırmayı umuyor.

Söz konusu olan biyonik gözler değil: Bilim insanları, implante edilebilen elektronikler yerine kanalrodopsin-2 (channelrhodopsin-2) denen bir proteine başvuruyor. Muhtemelen bu proteini daha önce duymuşsunuzdur; ışığa yanıt olarak sakin bir fareyi asabi hale getiren, farelerdeki saplantılı temizlenme davranışına son veren ve bayıltılmış farelere sahte anılar yerleştiren hep bu aynı sihirli proteindir.

Peki zihni kontrol eden bir proteinin görmeyi geri kazandırmayla nasıl bir ilişkisi olabilir?

Sinirbilimde Değişimi Ateşleyen Proteinle Tanışın!

Cevap, kanalrodopsin-2 proteininin nasıl çalıştığında yatıyor. Protein, bodur yeşil alglerden (göletlerde bulunan bir tatlı su yosunu) elde ediliyor; bu algler proteini fotosentezde güneş ışığını algılamada kullanıyor.

Özünde, kanalrodopsin-2 hücrelerin yüzeyinde bulunan ışığa duyarlı bir protein tünelidir. Normalde, tünel tamamen kapalı bir durumda bulunuyor ve hücre içerisinde istikrarlı bir ortam yaratılmasını sağlıyor.

Ancak, belli bir dalga boyundaki ışık proteine çarptığında tünel geçici olarak, daha çok bir kamera lensi gibi çok kısa süreli açılır. Tünel açıkken protein bir otoban gibi davranır ve iyonları hücre içine nakleder; bu, bir nöronun faaliyetinin artmasına neden olan biyofiziksel sürecin aynısıdır.

Yaklaşık 10 yıl önce, sinirbilimciler proteini daha önce ışık geçirmez olan fare nöronlarına yapıştırabileceklerini fark ettiler. Gelişmiş genetik yöntemler kullanılarak beynin genelinden ziyade sadece belirli tip ve sayıdaki nöronlara proteinin uygulanması sağlandı.

Daha sonra araştırmacılar, implante edilmiş fiber optik lazerle ışık vererek yapay şekilde seçilmiş nöron ağını aktive edebildiler. Sonuçların bilimkurgudan farkı yok: Mesela bir ışık çakılıyor ve rutin işlerini yapan bir fare aniden korkutulmuş gibi olduğu yerde donuyor. Işık kapatıldığında ise fare, garip bir şey olduğunun farkında değilmişçesine normal tasasız durumuna geri dönüyor. İşte bu, “zihin kontrolü” kısmı.

Evrim Ağacı'ndan Mesaj

Bilim insanları bu yeni güçlü tekniğe optogenetik adını verdiler ve dünya çapındaki yüzlerce, belki de binlerce laboratuvar artık beyindeki karmaşık nöral bağlantıların araştırılmasında bu tekniği kullanıyor.

İnsan Gözüne Yedek Donanım Eklemek...

Kanalrodopsin-2’nin beyin-büken güçleri o kadar hayranlık uyandırıcı ki proteinin basit doğasını unutmamız çok olası: Işığı algılayan protein, bu bilgiyi elektrik yoluyla daha yüksek seviyedeki işlemlerin yapıldığı merkezlere iletiyor.

Genel olarak, insan gözleri benzer şekilde çalışır. Işık göz bebeklerimiz boyunca ilerleyip retina arkasına düşerek fotoreseptör denen ve çubuklar ve koniler şeklinde olan, ışığa duyarlı proteinleri aktive eder. Fotoreseptörler, ışık bilgisini elektrik sinyallerini işleyen ve beynin görsel alanlarına gönderen iki filtre tabakası, gangliyon (sinir düğümü) ve bipolar (iki kutuplu) hücreler, arasından iletir.

Pigmenter retinopati veya makula dejenerasyonu gibi çoğu göz hastalığında, çubuklar ve koniler yavaş yavaş ölür. Bu durum görüşte sürekli ilerleyen aksamaya ve sonunda her dört hastadan birinde, tedavisi mümkün olmayan, görme kaybına yol açar.

Bunlar iç karartıcı, acımasız hastalıklardır; ancak yine de bir umut ışığı barındırırlar: Bu hastalıklarda gangliyon ve bipolar hücreleri bozulmamış halde kalır ve beyinle iletişim kurmaya devam edebilirler.

Bariz tedavi, gen terapisi kullanarak insan bünyesinden malzemeleri retinaya geri tanıtmak olurdu. Ancak, henüz ışığa duyarlı proteinlerimizin mühendisliği oldukça zor. Normal işlevlerini yerine getirmeleri için, diğer destekleyici proteinlerle iyice bağlanmaları gerekiyor. Bu, bilim insanlarının birçok geni retinaya doğru oran ve seviyede yerleştirmesi demek olurdu ki şu an için imkansız bir beceri.

Öte yandan, kanalrodopsin-2 tamamen kendi başına çalışıyor. Wayne Eyalet Üniversitesinde araştırmacı olan Dr. Zhou Hua Pan, 2006 yılında, genetik olarak fotoreseptör dejenerasyonu hastası edilen farelere bu proteini yerleştirmeye karar verdi. İlk deneme başarılı oldu; tek yerleştirmeden sonraki üç ay içinde fareler, bilim insanlarınca tabi tutuldukları bütün görme testlerini geçti. Pan, Wired’a yaptığı açıklamada şöyle diyordu:

“Mükemmel çalıştı, daha en başında bile. Aslına bakılırsa bu sadece şanstı.”

Pan’in başarısı biyoteknoloji endüstrisinin gözünden kaçmadı. 2009 yılında, Wayne State’e yakın bir yerde bulunan yeni bir şirket, RetroSense Therapeutics, göz-bağlantılama teknolojisini insan deneylerinde kullanmak üzere Pan’den kiraladı. Geçen ay, FDA (U.S. Food and Drug Administration, Amerikan Gıda ve İlaç İdaresi) proje onayını verdi: 2015 sonbaharı itibarıyla, şirket pigmenter retinopati nedeniyle görme yetisini yitirmiş 15 hastaya kanalrodopsin-2’yi gen terapisi ile yükleyecek.

Şirket, çalışmalarını hastalığın ileri safhalarında bile hala bozulmamış durumda bulunan retinal gangliyon hücreleri üzerinde yoğunlaştırıyor. Özünde, bilim insanları, bu “aracılar”a ışığı algılama yetisi kazandırarak çubuk ve konilere olan ihtiyacı alt etmeyi umut ediyorlar.

Renge Giden Uzun Bir Yol

Açık olmak gerekirse, ne kadar umut vaat etse de, alg proteini insan görüşünü tüm renkli canlılığına kavuşturamaz.

Uzun evrim süreciyle optimize olmuş gözümüzdeki fotoreseptörler, geniş bir aralıktaki ışık yoğunluğu ve dalga boyunda çalışırlar; çivit mavisi gökyüzünde yanıp sönen soluk bir yıldız ışığından beyaz sıcak kumların üstünde ışıl ışıl parlayan güneş ışığına ve aradaki tüm renklere kadar her şeyi görür olduk.

Fakat bunun aksine, kanalrodopsin-2 ile manzara tek renkli sönük bir renge boyanır. Protein bizim retina konilerimize göre ışığa karşı 2.000 kat daha az duyarlıdır. Sadece çok dar bir ışık dalga boyu aralığına, dolayısıyla renge, tepki verir ki bu, bizim normal görüşümüzden dağlar kadar farklıdır. Bir bakıma, çubuk ve konilerden kanalrodopsin-2’ye geçmek pahalı bir 20-vitesli yol bisikletinden sabit dişli bisiklete geçmek gibidir. Çalışır, ama en uygun olanı değildir.

Gangliyon hücreleri de normalde ışıkla ilgilenmezler, genelde çubuk ve konilerden gelen elektrik sinyallerini işlerler. Ham ışık sinyallerinin, fotoreseptörlerde önceden işlenerek gelen elektrik sinyalleri kadar iyi çalışacağı da hala belli değildir. Eğer gen terapisi kanalrodopsin-2’yi başarılı bir şekilde bu hücrelere gönderirse beyin, bu yeni farklı sinyalleri yorumlamadan önce nöron bağlantılarını ciddi şekilde yenilemek zorunda kalacaktır.

Bu zorluklara rağmen, söz konusu terapi tüm ezberleri bozabilir. On yıl önce, kanalrodopsin-2 sinirbilimin görünen yüzünü çarpıcı şekilde değiştirdi; şimdi bir başka devrimi daha ateşlemesi umudu var.

Bu İçerik Size Ne Hissettirdi?
  • Muhteşem! 0
  • Tebrikler! 0
  • Bilim Budur! 0
  • Mmm... Çok sapyoseksüel! 0
  • Güldürdü 0
  • İnanılmaz 0
  • Umut Verici! 0
  • Merak Uyandırıcı! 0
  • Üzücü! 0
  • Grrr... *@$# 0
  • İğrenç! 0
  • Korkutucu! 0
Kaynaklar ve İleri Okuma
  1. Çeviri Kaynağı: Singularity Hub | Arşiv Bağlantısı

Evrim Ağacı'na her ay sadece 1 kahve ısmarlayarak destek olmak ister misiniz?

Şu iki siteden birini kullanarak şimdi destek olabilirsiniz:

kreosus.com/evrimagaci | patreon.com/evrimagaci

Çıktı Bilgisi: Bu sayfa, Evrim Ağacı yazdırma aracı kullanılarak 27/09/2020 18:55:37 tarihinde oluşturulmuştur. Evrim Ağacı'ndaki içeriklerin tamamı, birden fazla editör tarafından, durmaksızın elden geçirilmekte, güncellenmekte ve geliştirilmektedir. Dolayısıyla bu çıktının alındığı tarihten sonra yapılan güncellemeleri görmek ve bu içeriğin en güncel halini okumak için lütfen şu adrese gidiniz: https://evrimagaci.org/s/3931

İçerik Kullanım İzinleri: Evrim Ağacı'ndaki yazılı içerikler orijinallerine hiçbir şekilde dokunulmadığı müddetçe izin alınmaksızın paylaşılabilir, kopyalanabilir, yapıştırılabilir, çoğaltılabilir, basılabilir, dağıtılabilir, yayılabilir, alıntılanabilir. Ancak bu içeriklerin hiçbiri izin alınmaksızın değiştirilemez ve değiştirilmiş halleri Evrim Ağacı'na aitmiş gibi sunulamaz. Benzer şekilde, içeriklerin hiçbiri, söz konusu içeriğin açıkça belirtilmiş yazarlarından ve Evrim Ağacı'ndan başkasına aitmiş gibi sunulamaz. Bu sayfa izin alınmaksızın düzenlenemez, Evrim Ağacı logosu, yazar/editör bilgileri ve içeriğin diğer kısımları izin alınmaksızın değiştirilemez veya kaldırılamaz.

Reklamı Kapat
Kategoriler ve Etiketler
Tümünü Göster
Güncel
Karma
Agora
Balık Çeşitliliği
Primat
Endokrin Sistemi
Sürüngen
Astrobiyoloji
Oyun Teorisi
Doğru
Hız
Obezite
Doktor
İletişim
Manyetik Alan
Güneş Sistemi
Taksonomi
Richard Dawkins
Kelebek
Veri
Albert Einstein
Psikiyatri
Sağlık Bakanlığı
Süpernova
Müfredat
Ölümden Sonra Yaşam
Biyolojik Antropoloji
Yaşamın Başlangıcı
Daha Fazla İçerik Göster
Daha Fazla İçerik Göster
Reklamı Kapat
Reklamsız Deneyim

Evrim Ağacı'nın çalışmalarına Kreosus, Patreon veya YouTube üzerinden maddi destekte bulunarak hem Türkiye'de bilim anlatıcılığının gelişmesine katkı sağlayabilirsiniz, hem de site ve uygulamamızı reklamsız olarak deneyimleyebilirsiniz. Reklamsız deneyim, Evrim Ağacı'nda çeşitli kısımlarda gösterilen Google reklamlarını ve destek çağrılarını görmediğiniz, daha temiz bir site deneyimi sunmaktadır.

Kreosus

Kreosus'ta her 10₺'lik destek, 1 aylık reklamsız deneyime karşılık geliyor. Bu sayede, tek seferlik destekçilerimiz de, aylık destekçilerimiz de toplam destekleriyle doğru orantılı bir süre boyunca reklamsız deneyim elde edebiliyorlar.

Kreosus destekçilerimizin reklamsız deneyimi, destek olmaya başladıkları anda devreye girmektedir ve ek bir işleme gerek yoktur.

Patreon

Patreon destekçilerimiz, destek miktarından bağımsız olarak, Evrim Ağacı'na destek oldukları süre boyunca reklamsız deneyime erişmeyi sürdürebiliyorlar.

Patreon destekçilerimizin Patreon ile ilişkili e-posta hesapları, Evrim Ağacı'ndaki üyelik e-postaları ile birebir aynı olmalıdır. Patreon destekçilerimizin reklamsız deneyiminin devreye girmesi 24 saat alabilmektedir.

YouTube

YouTube destekçilerimizin hepsi otomatik olarak reklamsız deneyime şimdilik erişemiyorlar ve şu anda, YouTube üzerinden her destek seviyesine reklamsız deneyim ayrıcalığını sunamamaktayız. YouTube Destek Sistemi üzerinde sunulan farklı seviyelerin açıklamalarını okuyarak, hangi ayrıcalıklara erişebileceğinizi öğrenebilirsiniz.

Eğer seçtiğiniz seviye reklamsız deneyim ayrıcalığı sunuyorsa, destek olduktan sonra YouTube tarafından gösterilecek olan bağlantıdaki formu doldurarak reklamsız deneyime erişebilirsiniz. YouTube destekçilerimizin reklamsız deneyiminin devreye girmesi, formu doldurduktan sonra 24-72 saat alabilmektedir.

Diğer Platformlar

Bu 3 platform haricinde destek olan destekçilerimize ne yazık ki reklamsız deneyim ayrıcalığını sunamamaktayız. Destekleriniz sayesinde sistemlerimizi geliştirmeyi sürdürüyoruz ve umuyoruz bu ayrıcalıkları zamanla genişletebileceğiz.

Giriş yapmayı unutmayın!

Reklamsız deneyim için, maddi desteğiniz ile ilişkilendirilmiş olan Evrim Ağacı hesabınıza üye girişi yapmanız gerekmektedir. Giriş yapmadığınız takdirde reklamları görmeye devam edeceksinizdir.

Destek Ol
Türkiye'deki bilimseverlerin buluşma noktasına hoşgeldiniz!

Göster

Şifrenizi mi unuttunuz? Lütfen e-posta adresinizi giriniz. E-posta adresinize şifrenizi sıfırlamak için bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Eğer aktivasyon kodunu almadıysanız lütfen e-posta adresinizi giriniz. Üyeliğinizi aktive etmek için e-posta adresinize bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Close
“Burjuvazinin bilim insanları, teorilerinin tanrıya veya para sahiplerine tehlike arz etmediğinden emin olurlar.”
Georgi Plekhanoff
Geri Bildirim Gönder