Ekstra bir ele ihtiyacınız var mı?

-Bilim insanları, insan bedenini ilave uzuvlarla geliştirmeye yaklaştıklarını söylüyorlar. Yakında seçenekler sunabilecekler. Örneğin bilişsel sinirbilim profesörü Tamar Makin, “Mutfakta yemek pişirirken, sebzeleri doğrarken çorbayı karıştırabilmek için fazladan bir kol istiyorsanız, fazladan bir robot kolu takma ve bağımsız olarak kontrol etme seçeneğiniz olabilir.” diyor.

-Cambridge Plastiklik Laboratuvarı’nda araştırmacı olan Dani Clode tarafından tasarlanan “Üçüncü Başparmak”, görünüşe göre herhangi bir eli büyütmek için kullanılabilecek şık, küçük bir 3D baskılı cihaz. Üçüncü başparmağın zarif bir fincan çayı kavramak için kullanılmasını ve aynı anda bir kaşıkla karıştırmak için gerçek başparmak ve parmakların serbest kalmasını sağlıyor.

– Robotik dış iskeletler, araştırmalarda hastaların devasa adımlar atmasına yardımcı oluyorlar. Yirmi yılı aşkın bir süre önce omurilik yaralanmasından sonra tekerlekli sandalyeye bağlı hale gelen Richard Hernandez, araştırma çerçevesinde, Barselona merkezli tıbbi girişim şirketi ABLE Human Motion tarafından geliştirilen bir dış iskeleti kullanıyor ve büyük ölçüde  kendi başına yürüyebiliyor.

– Avustralya’nın New South Wales Üniversitesi’ndeki bir mühendis ekibi, canlı bir insanın vücudundaki organların yüzeyine doğrudan 3D baskı yöntemi ile esnek bir robotik kol geliştirdi. Bu cihaz, bir endoskop gibi hareket ediyor ve hastanın vücudundaki belirli bir konuma kıvrılarak, dokuyu yeniden yapılandırmak, yaraları temizlemek ve hassas kesikler yapmak için özel biyo materyal katmanları iletebiliyor.

-Stanford bilim adamlarından oluşan bir ekip, konuşmayı dakikada 62 kelimeye kadar çözebilen ve önceki rekoru 3,4 kat artıran yeni bir beyin-bilgisayar arayüzünü (BCI) test ettiğini iddia ediyor. Bu, doğal insan konuşması hızında gerçek zamanlı konuşma dönüşümüne doğru büyük bir adım olacak. Böylece

ALS nedeniyle konuşamayanlar, klavye ile belirli bir dereceye kadar yeniden iletişim kurabilecek.

12 Mart 2020 tarihinde resmen pandemi olarak ilan edilen COVİD 19 salgını ile birlikte, artık yaşantımızda o günden sonra çok şeyin geri dönmeyecek şekilde değişeceğini ya da hiç düşünmediğimiz, hayal edemediğimiz şekilde üstel bir hızla değişime gireceğini öğrendik. Takip eden iki yıl boyunca karşılaştığımız sağlık konuları, sorunları ve uygulamaları da, belki yine o günlere dek hiç olmadığı kadar bedenimizle ilgilenmemize, dikkat etmemize, detaya bakıp daha iyi tanımamıza ve hep bir ağızdan “en değerlisi sağlık” mesajını sayısız şekilde dile getirmemize yol açtı. Tam bu dönemlerde, tıp dünyasının da , o güne kadar elde ettiği en son teknolojilerle, süreç yönetmede rekorları kırmaya başladığını, insan bedeninin önce yaşlanmasının yavaşlatılması, daha sonra durdurulması ve geriye döndürülmesi hedeflerinin artık çok uzak olmadığını ve ayrıca artan malzeme çeşitliliği, farklı teknolojilerle bağlantılı seçenekli doku, organ, protez adeta yedek parça üretim metodları ile 1973 yılının çok moda TV dizisi “ 6 Milyon Dolarlık Adam” hikayesinin gerçekleşmeye başladığını düşündük…

6 ŞUBAT DEPREMİ, MİLYONLARCA İNSANI DERİNDEN ETKİLEDİ

Pandemi yaralarını sarıp, salgın travmasının psikolojisinin düzelmeye başladığı son dönemde ise, beklemediğimiz yerden bir darbe daha aldık. “6 Şubat Depremi”  sadece ülkemizde değil, tüm dünyada milyonlarca insanı çok derinden etkiledi. Toplamda yaklaşık 46 bin insanımızın yaşamını kaybettiği, 110 bin insanımızın da yaralı olduğu, sayısı tam olarak bilinmeyen binlerce yapının çöktüğü, yıkıldığı, kaybolduğu gerçeğini gördük, yaşadık ve tüm ağırlığı ile en derinden hissettik, ediyoruz. Bedenen yaralı olarak bu depremden çıkmış bireylerin teşhis ve tedavi süreçlerinde karşılaşılacak sorunların ve yaşanacak ihtiyacın şimdiden farkındayız. Diğer yandan da tıp alanında, her türlü teknolojik gelişmenin de yardımıyla çok büyük adımlar atılabildiğini takip edebiliyoruz.

Bu dosyamızda, bu tür gelişmelerden derlediğim bazı güncel örnekleri sizlerle paylaşarak bilim ve araştırmanın geleceğin tasarımına ne kadar etkili katkıda bulunacağının altını çizeceğiz. Bir fütürist gibi düşünme yolunun ilk adımlarındaki “Merak Et, Hayal Kur, Harekete Geç” üçlememizi de burada bir kez daha hatırlatıyoruz.

1.BİLİM İNSANLARI, İNSAN BEDENİNİ İLAVE UZUVLARLA GELİŞTİRMEYE YAKLAŞTIKLARINI SÖYLÜYORLAR, YAKINDA SEÇENEKLER SUNABİLECEKLER

İnsan bedenlerini robotik parçalarla büyütmek dört gözle bekleyebileceğimiz bir şey mi? The Guardian’da yeni çıkan bir yazıda bilim insanları öyle düşünüyor gibi görünüyor. Bilişsel sinirbilim profesörü Tamar Makin, “Mutfakta yemek pişirirken, sebzeleri doğrarken çorbayı karıştırabilmek için fazladan bir kol istiyorsanız, fazladan bir robot kolu takma ve bağımsız olarak kontrol etme seçeneğiniz olabilir.” diyor.

İnsan vücudunun yalnızca dört uzuvlu ve yirmi parmaklı insan için fazla göz korkutucu görevlerin üstesinden gelme potansiyelini açığa çıkaran bu teknolojinin bir örneği hazır ? Fazladan bir başparmak. Cambridge Plastiklik Laboratuvarı’nda araştırmacı olan Dani Clode tarafından tasarlanan “Üçüncü Başparmak”, görünüşe göre herhangi bir eli büyütmek için kullanılabilecek şık, küçük bir 3D baskılı cihazdır.

ÜÇÜNCÜ BAŞPARMAK, İNGİLİZ BİLİM İNSANLARI TARAFINDAN TASARLANDI     

İngiliz bilim insanları tarafından tasarlanan bu örnek, üçüncü başparmağın zarif bir fincan çayı kavramak için kullanılması ve aynı anda bir kaşıkla karıştırmak için gerçek başparmak ve parmakların serbest kalmasını sağlıyor. Ancak çok daha önemsiz ve daha ağır potansiyel uygulamalar üzerinde de çalışılıyor. Omuz ameliyatı yaparken asistanın kamerasını tutması yerine, kamerasını kendi tutmayı tercih eden bir cerrahla yapılan deneyde,  araştırmacılar “Kamerayı tutarken iki eliyle kullandığı araçların tam kontrolünü elinde tutmak ve onu manipüle edebilmek istiyor” ihtiyacına odaklı çıktıların tasarımına odaklandılar. Başka bir deyişle, böylesi bir çalışmanın amacı sadece ekstra vücut parçaları eklemek değil, ekstra işlevselliğe ihtiyaç duyan ya da belirli engelleri olan kişiler için bir güçlendirme yolu sunmaktır.

SAĞLAM ELİNİZİ NEDEN BÜYÜTMÜYORSUNUZ?

Bilim insanları, ”Eğer bir uzuvunuz eksikse, o uzvunuzu yerine koymaya çalışmak yerine, onunla daha fazlasını yapabilmeniz için sağlam elinizi neden büyütmüyoruz?” sorusundan yola çıktılar. Mevcut işlevsel bir uzvu büyütmenin, eksik olanın tamamını değiştirmekten daha kolay olabileceğini söylediler. Ayrıca, robotik protez uzuvların, onları kontrol etmek için kullanılan beyin-bilgisayar arayüzlerini (BCI’ler) kurmak için kapsamlı ve pahalı ameliyatlar gerektirebileceğini dile getirdiler. Bu nedenle araştırmacı Clode, “ Üçüncü Başparmak”  için beyin implantları kullanmak yerine ayak başparmaklarının altındaki basınç sensörleri tarafından kablosuz olarak kontrol edilmesi konusunda ısrar etti ve ekibi bu kontrol biçiminin de BCI’lardan çok daha sezgisel olduğunu iddia ederek Clode’un yaklaşımını destekledi.

Araştırmada, 3 ile 97 yaş arasındaki 600 kişinin %98’i , bir beyin çipine gerek duyulmadan, ilk dakika içinde kullanabiliyordu ve talimatlara göre nesneleri hareket ettirebiliyorlardı.

2.SADECE DIŞ İSKELET (EXOSKELETON) İLE YÜRÜYEN ADAM İSPANYA KRALINA KARŞI MASA TENİSİ OYNUYOR

Robotik dış iskeletlerin uygun fiyatlı ve ortalama bir tüketici tarafından kullanılabilir hale gelmesine kadar kat etmeleri gereken uzun bir yol olsa da, araştırmalarda hastaların devasa adımlar atmasına yardımcı oluyorlar. Yirmi yılı aşkın bir süre önce omurilik yaralanmasından sonra tekerlekli sandalyeye bağlı hale gelen Richard Hernandez, araştırma çerçevesinde, Barselona merkezli tıbbi girişim şirketi ABLE Human Motion tarafından geliştirilen bir dış iskeleti kullanıyor ve büyük ölçüde  kendi başına yürüyebiliyor.

Barselona’daki 2023 Mobil Dünya Kongresi’nde EuroNews’e “Dış iskelete tam zamanlı sahip olmak hayatımı tamamen değiştirirdi” dedi. Hernandez, birkaç yıldır ABLE’nin dış iskeletini “pilot” olarak test ediyor. İlk aşamalarında “tam gelişmemiş” olmasına rağmen, en son sürümün “muhteşem” bir seviyede olduğunu söylüyor. “Nispeten hafif yaralanmam ve oldukça iyi dengemle, tamamen otonom olarak, koltuk değneği ya da yürüteç üzerinde taşıdığım bir uzaktan kumanda üzerindeki sadece iki düğme ile kullanabiliyorum” diyor. Hernandez’in bu yeni tasarlanan modeli test etmesi planlandı ve İspanya Kralı VI. Felipe’ye karşı bir masa tenisi maçı gerçekleşti.

DİZLERDE VE KALÇALARDA “TEKRAR YÜRÜME HAREKETİNİ YÖNLENDİREN” MOTOR

Dış iskelet şaşırtıcı derecede basit bir cihazdır: Dizlerde ve kalçalarda “tekrar yürüme hareketini yönlendiren” bir dizi motorla, omurilik yaralanmasından dolayı bacaklarında hareket duyusu olan  ya da olmayan bir kullanıcının bacaklarının etrafına sarılır, cihaz, “Yürüyüş” gibi farklı modlar arasında geçiş yapabilen bir akıllı telefon aracılığıyla da programlanabiliyor. Ancak bu aşamada özel kullanıcılara satılmıyor, bunun yerine doktorların hastaları güvenli bir ortamda rehabilite etmek için güvenle kullanabilecekleri klinikler ve hastaneler için tasarlandı ve araştırmadaki maliyetlere bakılarak öngörülen fiyatın 40.000 – 60.000 ABD Doları arasında değişeceği hesaplanıyor. Başka bir deyişle, dış iskelet, bir tekerlekli sandalyenin iki ayaklı bir benzerinden çok eğitim tekerlekleri gibi görünüyor ve bu, bir kişinin yürümesine yardımcı olma konusundaki etkileyici yeteneğini öne çıkartıyor. İlk adımda, bunun bir hastane gibi klinik bir ortamda sunulması  ve bir sonraki adımda, birinin eve götürebileceği ve günlük hayatında kullanabileceği kişisel bir kullanım cihazı haline getirilmesi hedefleniyor.

3.BİLİMİNSANLARI İNSAN VÜCUDUNUN İÇİNDE 3D BASKI YAPMAK İÇİN BİR YOL BULUNDUĞUNU SÖYLEDİLER: BU KÜÇÜK CİHAZ OYUN DEĞİŞTİRİCİ OLABİLİR.

Avustralya’nın Sidney kentindeki New South Wales Üniversitesi’ndeki bir mühendis ekibi, canlı bir insanın vücudundaki organların yüzeyine doğrudan 3D baskı yöntemi ile biyomalzeme baskısı yapmak için tasarlanmış küçük, esnek bir robotik kol geliştirdi. Fütüristik cihaz, tıpkı bir endoskop gibi hareket ediyor ve hastanın vücudundaki belirli bir konuma kıvrılarak, dokuyu yeniden yapılandırmak, yaraları temizlemek ve hatta hassas kesikler yapmak için özel biyomateryal katmanları iletebiliyor ve belirli ameliyat türlerinde devrim yaratabileceği öngörülüyor.

UNSW Syndey Biyomedikal Mühendisliği öğretim görevlisi ve ekip lideri Thanh Nho Do, “Mevcut 3D biyobaskı teknikleri, biyomalzemelerin vücut dışında yapılmasını gerektiriyor ve bunu bir kişiye yerleştirmek genellikle enfeksiyon risklerini artıran büyük açık cerrahi müdahale gerektiriyor” diyor.

“Esnek 3D biyo yazıcımız, biyomalzemelerin minimal bir yaklaşımla doğrudan hedef doku ya da organlara verilebileceği anlamına geliyor” diye ekliyor. Bu sistem, mide duvarı yaralanmaları ya da  kolon içindeki hasar ve hastalık gibi vücuttaki üç boyutlu yaraların hassas bir şekilde yeniden yapılandırılması için potansiyel sunuyor.

ÇİNLİ ARAŞTIMACILAR, MİDE ÜLSERİNİ YAMALAMAK İÇİN MİKRO ROBOT GELİŞTİRDİ

Şimdiye kadar yaratılan ve canlı bir organizma içinde kullanılan ilk 3D yazıcı değil. Örneğin 2020’de bir grup Çinli araştırmacı, mide ülserlerini yamalamak için kullanılabilecek bir mikro robot geliştirdi.

Ancak Do ve meslektaşları robotlarının bu tasarımı çeşitli şekillerde ileriye taşıdığını söylüyorlar. Birincisi, bir santimin yarısından daha az bir çapa sahip olan küçücük cihazın hidrolik yapısı sayesinde gövdesi bükebiliyor ve kıvrılabiliyor. Şimdiye kadar ekip, yapay bir kolon içinde bir işlev denemesini test etti ve bir domuz böbreği bedenden çıkarıldıktan sonra, böbreğinin yüzeyine çeşitli şekillerin basılmasını içeren deneyler yaptı. Robot, biyobaskı malzemelerinin yanı sıra, küçük elektrik arkları kullanarak kesi yapabilen iğne benzeri bir alet olan “elektrikli neşter” kullanılarak belirli kanser türlerini ortadan kaldırmak için de kullanılabiliyor ve ucundaki memeden pompalanan su, kanı ve fazla dokuyu temizlemek için de kullanılabiliyor.

Araştırmacılar, bu çeşitli araçların aynı anda kullanılabileceğini öne sürüyor ve bu da onu “normalde daha uzun prosedür süresi ve enfeksiyon riskleri ile ilişkilendirilen değiştirilebilir araçların kullanımını önleyen hepsi bir arada endoskopik araç” haline getiriyor. Bir sonraki adım, insanlar üzerinde de güvenli bir şekilde kullanılıp kullanılamayacağını belirlemek için yeni yumuşak robotlarını canlı hayvanlar üzerinde test etmek olacak. Mühendisler, gerçek zamanlı bir 3D tarayıcı ve entegre kamera ile aracın yeteneklerini de geliştirmeyi planlıyorlar.

4.BİLİM İNSANLARI ELDİVEN GİBİ GİYİLEBİLEN CİLT ÜRETİYOR:

“SİLİNDİR YAPABİLİRSE HER ŞEKLİ YAPABİLİRİZ DÜŞÜNDÜK.”

Bilim adamları, laboratuvarda sentetik insan derisinden yapılmış bir eldiven üretmek üzerinde çalışıyorlar – bu, deri nakli alanında devrim yaratabilecek bir şey. Columbia Üniversitesi Tıp Merkezi’ndeki araştırmacılar, ilk testlerde düzensiz şekilli farelerin uzuvlarına laboratuvarda yetiştirilen deriyi yerleştirdiler ve şaşırtıcı sonuçlar elde ettiler. “Deri yapıları” olarak bilinen bu sentetik insan hücresi tabakaları, geleneksel bir deri nakli için çok büyük olan yaralarda kullanılabiliyor. Bu uygulama ile vücudun düz olmayan kısımlarına aşılanabilen sahte deri yamaları üretmek için büyük bir adım atıldığı düşünülüyor.

Çoğu durumda, düzensiz şekilli yaralar ya da vücudun yüzler veya parmaklar gibi düz olmayan kısımlarındaki yaralar daha fazla cilt yapısı gerektiriyor ve genellikle daha uzun, daha karmaşık ameliyatlarla gerçekleştirilebiliyor. Şimdi, Columbia’daki bir biyomedikal mühendisleri ekibi, aşılandıkları vücut kısmına uyacak şekilde “kenarsız” ya da “dikişsiz” yamalar olarak adlandırdıkları ürünü yarattılar. Science Advances dergisinde yayınlanan çalışma fareleri içeren erken testler ile büyük bir başarı elde etti. Mühendisler, bir farenin arka bacağına kaydırılan ve daha sonra hayvanın kendi derisine iyi bir şekilde entegre olan küçük pantolon bacak benzeri doku hakkında “Mükemmel bir uyumdu” diyorlar.

COLUMBIA EKİBİ, CİLDİ SİLİNDİR ŞEKLİNDE BÜYÜTEREK ÇIĞIR AÇTI

Görünüşe göre çalışmanın başarısının sırrı, önde gelen araştırmacılarından birinin geometriye lazerle odaklanmasında yatıyor. Columbia’da Pappalardo’nun danışmanı olarak görev yapan bir biyomühendislik uzmanı olan Hasan Erbil Abacı, bir konuşmasında gerçeğine yakın deri yapıları oluşturmak için kişinin yaralanan uzantı ya da vücut bölümünün geometrisini yeniden oluşturması gerektiğini söyledi ve bunun potansiyel olarak mevcut cilt yapıları üzerinde büyük bir gelişme adımı olduğunu ekledi. Küçük, sentetik dokuların 3 boyutlu baskısında bir dizi deney yaptıktan sonra Columbia ekibi, cildi silindir şeklinde büyüterek bir çığır açtı. Abaci, “Silindir yapabiliyorsak herhangi bir şekli de yapabiliriz diye düşündük” dedi.

Abacı ve ekibi şimdilik yetişkin bir erkek eli kaplayacak kadar deri oluşturmak için çalışıyor ve bunu yapmak için insan deneğin hücrelerinden alınan küçük biyopsileri kullanıyor. Amaç, bir eldiven gibi giyilebilen gerçek ya da sentetik bir doku parçası yaratmak. Abacı, “Yalnızca bilek çevresine bandaj uygulamanız gerekir ve bu da ameliyat olur” diyor. İnsan denekleri içeren klinik deneyler için önümüzde yıllar olsa da, araştırma ekibi gelecek hakkında iyimser olduklarını söylüyorlar.

5.BİLİM İNSANLARI YENİ BEYİN-BİLGİSAYAR ARAYÜZÜNÜN KULLANICILARIN DAKİKADA 62 SÖZCÜK İLETMESİNİ SAĞLADIĞINI SÖYLÜYOR

Stanford bilim adamlarından oluşan bir ekip, konuşmayı dakikada 62 kelimeye kadar çözebilen ve önceki rekoru 3,4 kat artıran yeni bir beyin-bilgisayar arayüzünü (BCI) test ettiğini iddia ediyor. Bu, doğal insan konuşması hızında gerçek zamanlı konuşma dönüşümüne doğru büyük bir adım olacak.

Elon Musk ile birlikte BCI şirketi  Neuralink’i kuran ancak çalışmaya dahil olmayan Max Hodak, gönderdiği bir e-postada araştırmayı , implant edilen BCI’lerin kullanımında anlamlı bir adım değişikliği” olarak nitelendirdi. Stanford bilim insanlarından oluşan ekip, bir makine öğrenimi algoritması kullanarak bunları tutarlı konuşmaya dönüştürmek için yalnızca korteksin göreceli olarak küçük bir bölgesindeki beyin aktivitesini analiz etmeleri gerektiğini keşfettiler.

FELÇLİ KİŞİLER BELİRLİ BİR DERECEYE KADAR İLETİŞİM KURABİLECEK

Amaç, ALS nedeniyle artık konuşamayan ya da sesini kontrol edemeyenlere yardım etmekti. Klavye tabanlı çözümler, felçli kişilerin belirli bir dereceye kadar yeniden iletişim kurmasını sağlarken, beyin tabanlı bir konuşma arabirimi, kod çözmeyi önemli ölçüde hızlandırabiliyor. “Burada, dakikada 62 kelimelik bir hızla geniş bir kelime dağarcığından sınırsız cümleleri çözebilen bir konuşma BCI’sini gösterdik; bu, bir BCI’nin , örneğin göz izleme gibi alternatif teknolojilerin felçli insanlar için sağlayabileceği iletişim oranlarını ilk kez çok aştığını gösterdik; Bir deneyde ekip, ağzını hareket ettirebilen ancak kelime oluşturmakta güçlük çeken bir ALS hastasının beynindeki iki küçük alandan nöral aktivitesini kaydetti. Metni tahmin edebilen tekrarlayan bir sinir ağı kod çözücü kullanan araştırmacılar, daha sonra bu sinyalleri şaşırtıcı derecede hızlı bir şekilde kelimelere dönüştürdüler. Bu ağız-yüz (orofasiyal) hareketleri ve bunlarla ilişkili nöral aktiviteyi analiz etmenin “felce ve beyin yüzeyinin dar kapsamına rağmen, bir konuşma BCI’sini destekleyecek kadar güçlü” olduğunu buldular.

Araştırma Ekibi, sistemlerinin hata oranını iyileştirmek için beynin daha fazla alanını araştırmayı ve aynı zamanda algoritmayı optimize etmeyi öneriyor.

Kaynakça: Wired, Futurism.com, Stanford Research Institute, Researchgate.net, Airswift.com

Kamil Kazım Sarı

Fütüristler Derneği Yönetim Kurulu Başkan Yardımcısı

sari@turcomoney.com