İnsan Beynini Taklit Eden Grafen Bazlı Yapay Sinaps

İnsan Beynini Taklit Eden Grafen Bazlı Yapay Sinaps

By   Aralık 20, 2018   Hiç yorum yok:

Pittsburgh Üniversitesi'nden araştırmacılar, bir dijital bilgisayar gibi bilgiyi işlemeyen, ancak insan beyninin görevleri tamamladığı analog yolu taklit eden, grafen tabanlı bir yapay sinaps geliştirdi. Sinaps, biyolojik sinapslarla karşılaştırıldığında mükemmel enerji verimliliği gösterdi.

Bu çalışmada yer alan Dr. Xiong, "Beynin analog doğası ve masif paralizmi, kısmen insanların karmaşık ve çeşitli veri kümelerinde ses tanıma veya desen tanıma gibi daha yüksek düzeyde bilişsel işlevler söz konusu olduğunda en güçlü bilgisayarları bile geride bırakabilmeleridir" diyor.

Nöromorfik hesaplama olarak adlandırılan yeni bir alan, insan beyninden esinlenen hesaplamalı donanım tasarımına odaklanır. Grafenin iletken özellikleri, araştırmacıların sinaptik bağlantının veya sinaptik ağırlığın gücü olan elektrik iletkenliğini hassas bir şekilde ayarlamalarına izin veriyor.

Son zamanlarda yapay zekanın yeniden canlandırılmasında, bilgisayarlar beyni belli şekillerde çoğaltabilir, ancak bir analog sinaps taklit etmek için yaklaşık bir düzine dijital cihaza ihtiyaç vardır. İnsan beyninin bilgi iletmek için yüzlerce trilyonluk sinapsları vardır, bu yüzden dijital cihazlarla bir beyin inşa etmek imkansızdır veya en azından ölçeklendirilemez. Xiong Lab'ın yaklaşımı, büyük ölçekli yapay sinir ağlarının donanım uygulaması için olası bir yol sağlıyor.

Xiong'a göre, mevcut CMOS (tamamlayıcı metal oksit yarı iletken) teknolojisine dayanan yapay sinir ağları, her zaman enerji verimliliği, ölçeklenebilirlik ve paketleme yoğunluğu açısından sınırlı işlevselliğe sahip olacaktır. Xiong “Sinaptik elektronikler için doğada analog, ölçeklenebilir ve büyük ölçekli entegrasyonlar için uygun yeni cihaz konseptleri geliştirmemiz gerçekten önemli. Grafen sinapsımız şu ana kadar bu şartlardaki tüm kutuları kontrol ediyor gibi görünüyor" diyor.

Giyilebilir elektronik cihazlar ve sensörlerdeki ilkel istihbarat seviyesini güçlendirerek, akıllı sensörler ile sağlığımızı izleyebilir, önleyici bakım ve zamanında teşhis sağlayabilir, bitkilerin büyümesini izleyebilir ve olası zararlı sorunlarını tespit edebilir ve üretim sürecini düzenleyebilir ve optimize edebiliriz. Bu önemli ölçüde toplumumuzdaki genel üretkenlik ve yaşam kalitesinin iyileştirilmesine katkısı olacaktır.

Analog insan beyni gibi işlev gören yapay bir beynin gelişimi henüz pek uygun değildir ve bir dizi atılım gerektirmektedir. Araştırmacılar bu yeni yapay sinapsları optimize etmek için doğru konfigürasyonları bulmalıdır. Bunları sinir ağları oluşturmak için bir dizi başka cihazla uyumlu hale getirmeleri gerekecek ve büyük ölçekli bir sinir ağındaki tüm yapay sinapsların aynı şekilde davrandığından emin olmaları gerekecektir. Zorluklara rağmen Dr. Xiong, yönettikleri yön konusunda iyimser olduğunu söylüyor.

Kaynak
Nanowerk
Gelişmiş Malzemeler

Devamını Oku

Beyin Kronik Ağrılara Tedavi Sinyali Gönderebilir Miyiz?

Beyin Kronik Ağrılara Tedavi Sinyali Gönderebilir Miyiz?

By   Aralık 03, 2018   Hiç yorum yok:

İlk kez, UNC Tıp Okulu'ndaki araştırmacılar, bir beyin bölgesini zayıf bir alternatif elektrik akımı ile hedefleyebileceklerini, bu bölgenin doğal olarak oluşan beyin ritimlerini geliştirebileceklerini ve eğer kronik alt sırt ağrısı ile ilişkili semptomları önemli ölçüde azaltabileceğini gösterdi.

Journal of Pain  dergisinde yayınlanan ve bu hafta San Diego'daki Nörobilim Konferansı Derneği'nde sunulan sonuçlar, Doktorların bir gün beynin bölümlerini transkraniyal alternatif akım stimülasyonu veya tACS gibi yeni noninvaziv tedavi stratejileri ile hedefleyebileceklerini öne sürmektedir. bu çalışmada araştırmacılar, teorik olarak ortaya çıkan beyin dalgalarını artırmak için kullandıkları kronik ağrının tedavisi için önemliydi.

Carolina Nörostimülasyon Merkezi ve psikiyatri doçent Direktörü kıdemli yazar Flavio Frohlich," birkaç yıldır çok sayıda beyin stimülasyon makalesi yayınladık ve her zaman önemli bir şey öğrendik " dedi. "Ama bu ilk kez kronik ağrı inceledik ve bu, bir çalışmanın üç unsurunun mükemmel bir şekilde dizildiği tek zamandır. Belirli bir beyin bölgesini başarıyla hedefledik, bu bölgenin aktivitesini geliştirdik veya geri yükledik ve bu gelişmeyi semptomlarda önemli bir azalma ile ilişkilendirdik."

Frohlich'in laboratuvarıyla yakından çalışan UNC Tıp Okulu'ndaki Müttefik Sağlık Bilimleri bölümünde Karen McCulloch, PT, PhD tarafından rehberliğinde yüksek lisans öğrencisi olan ilk yazar Julianna Prim, "beyin uyarımı kronik ağrıya sahip insanlara yardımcı olabilirse, hepimizin bildiği opioidlerin yükünü azaltabilecek ucuz, non-invaziv bir terapi olurdu. ciddi yan etkileri olabilir."

Kronik ağrı, dünyadaki sakatlığın önde gelen nedenidir, ancak bilim adamları arasında beyin aktivitesinin durumda nedensel bir rol oynadığına dair fikir birliği yoktur. Frohlich, ağrı araştırma alanının büyük ölçüde kronik ağrının periferik nedenlerine odaklandığını söylüyor. Örneğin, kronik alt sırt ağrınız varsa, neden ve çözüm alt sırtta ve omurgadaki sinir sisteminin ilgili bölümlerinde yatar. Ancak bazı araştırmacılar ve klinisyenler, kronik ağrının daha derinleştiğine, durumun sinir sistemindeki hücrelerin beyindeki nöronların ağları da dahil olmak üzere birbirleriyle nasıl iletişim kurduğunu yeniden düzenleyebileceğine inanıyorlar. Zamanla, teori gider, bu ağlar esasen kronik ağrının bir nedeni haline gelen bir tür nöral rutta sıkışırlar.

Önceki çalışmalar, kronik ağrıya sahip kişilerin anormal nöral salınımlar veya beyin dalgaları yaşadığını gösterdi. Farklı beyin bölgeleri ve çeşitli beyin faaliyetleri ile ilgili çeşitli beyin dalgaları vardır-işleme görsel uyaranlar, ezberleme, yaratıcı düşünme, vb. Konuştuğumuzda, düşünmek, yemek, spor yapmak, televizyon izlemek, hayal kurmak veya uyumak, beyin aktivitemiz elektrik kalıpları oluşturur. EEGs kullanarak ölçebilirsiniz. Bu desenler dalgalanır veya salınır, bu nedenle bir EEG çıktısına yükselen ve düşen dalgalar olarak görünürler.

Beyin aktivitesinin bir türü, uyaranlara katılmadığımız zaman ortaya çıkan alfa salınımları olarak adlandırılır. Sessizlik içinde meditasyon yaptığımızda, duşta hayal kurduğumuzda, hatta atletik aktivite sırasında "bölgede" olduğumuzda bile, alfa salınımları beyne hakim olur. Frohlich'in laboratuarı, bu alfa salınımlarının beynin orta kısmında bulunan ve muhtemelen kronik ağrıya karışan somatosensör kortekste eksik olup olmadığını bilmek istedi. Eğer öyleyse, Frohlich'in ekibi orada alfa dalgalarını artırabilir mi? Ve bu mümkün olsaydı, herhangi bir ağrı kesici olurdu?

Prim ve meslektaşları alt kronik sırt ağrısı olan 20 hastayı işe aldı. Her biri sırt ağrısını "dört" veya en az altı ay boyunca bir ila 10 sübjektif ölçekte daha büyük olarak bildirdi. Her katılımcı, bir ila üç hafta ayrı gerçekleşen iki 40 dakikalık oturum için gönüllü oldu.

Tüm oturumlar sırasında araştırmacılar, hastaların neşterlerine bir dizi elektrot taktılar. Bir oturum sırasında araştırmacılar, doğal olarak oluşan alfa dalgalarını arttırmak için tACS kullanarak somatosensory korteksini hedef aldı. Bir şey düzgün çalışmıyor ve ne olduğundan emin değiliz.daha sonra tekrar deneyin veya bunun yerine bir şehrin, yerin veya adresin yakınında arama yapın. Tüm oturumlar sırasında katılımcılar kafa derisinde karıncalanma hissetti. Sham ve tACS oturumları arasındaki farkı söyleyemezlerdi. Ayrıca, verileri analiz etmekten sorumlu araştırmacılar, her katılımcının sham veya tACS oturumlarına ne zaman uygulandığını bilmiyorlardı ve bu çalışmayı çift kör etti.

Frohlich'in laboratuvarındaki doktora sonrası ilk yazar Sangtae Ahn, frohlich'in ekibinin, kronik alt sırt ağrısı olan insanların somatosensoryal korteksindeki alfa salınımlarını gerçekten başarılı bir şekilde hedefleyebileceğini ve artırabileceğini gösteren verileri analiz etti. Prim ve meslektaşları katılımcıları araştırdıklarında, hepsi subjektif 0-10 ağrı ölçeğine göre, tACS oturumlarını hemen takiben ağrıda önemli bir azalma olduğunu bildirdi. Dikkat çekici bir şekilde, bazı katılımcılar tACS oturumlarından sonra ağrı hissetmediklerini bildirdi. Katılımcılar, sham stimülasyon seanslarından sonra aynı ağrı azalmasını bildirmedi.

Prim," heyecan verici olan şey, bu sonuçların sadece bir oturumdan sonra gerçekleşmesidir " dedi. "Daha uzun bir süre boyunca birden fazla tACS oturumunun etkilerini keşfetmek için daha büyük bir çalışma yapmayı umuyoruz."

Frohlich, laboratuvarının çeşitli kronik ağrıya sahip insanlar üzerinde çalışmalar yapmayı umduğunu söyledi.

"Bu çalışma, bilim adamları ve klinisyenler işbirliği yaptığında mümkün olanın mükemmel bir örneğidir"dedi. "Sonuçta, daha iyi tedaviler, tedaviler ve önleme stratejileri geliştirmek istiyorsak, araştırmacıları bir araya getiren bu tür yeni yaklaşımlar temel öneme sahiptir."

Devamını Oku

EVRİM Teorisi

EVRİM Teorisi

By   Ağustos 20, 2018   Hiç yorum yok:

                               
“Lamarck(1744-1829) Evrim Teorisi” denildiğinde akla gelen ile günümüzde “Evrim Teorisi” denildiğinde anlaşılan arasında çok ciddi farklar bulunmaktadır. Türlerin birbirlerinden değişerek oluştuklarını ifade eden detaylı bir biyolojik teoriyi ilk olarak ortaya koyma ayrıcalığı Lamarck’a aittir.

Lamarck, evrim sürecinin yavaş aşamalarla gerçekleştiğini ve birçok nesil geçtikten sonra yepyeni bir türün oluştuğunu söyledi. Evrim, ufak aşamaların zaman boyutu içerisinde birbirine eklenmesiyle gerçekleşen dikey bir aşamaydı ve bu yüzden hissedilemiyordu.

 Canlıların kompleks ve mükemmel yapısı çok uzun bir zaman sürecinde oluşmuştu
Lamarck, çevredeki değişikliklerin canlılarda yeni ihtiyaçlar doğurduğunu, bu ihtiyaçlar sonucunda canlıların hareketlerinin bedenlerinde değişiklikler oluşturduğunu ve bu değişikliklerin sonraki nesillere aktarıldığını söyledi.

Darwin, Lamarck’tan 50 yıl sonra Türlerin Kökeni adlı eserini (1859) yazdıktan sonra da Lamarckçılık yepyeni formatlarla savunulmaya devam etti. Ancak 20. yüzyılın ilk yarısında genetikteki gelişmeler Yeni-Lamarckçılığın ilerlemesini durdurdu. Darwin’in doğal seleksiyon fikrini savunanlara karşı Lamarckçılık, canlının çevresel faktörlere tepki verdiğini ve kendine içkin özelliklerle evrildiğini savunuyordu ki bu yaklaşımı daha ümitvar, daha pozitif bir yaklaşım olarak değerlendirenler oldu: Hayat, doğanın içinde cevap veren aktif bir unsurdu, çevresel faktörlere karşı pasif bir konumda değildi. 

Bazı Marksistler, Evrim Teorisi’ni birçok yönden destekleseler de “doğal seleksiyon” fikrini kapitalizme yakın buluyorlar ve güçlünün ayakta kalmasını söyleyen bu fikre karşı Lamarck’ı destekliyorlardı.Bu da ilerleyen sayfalarda görülecek olan, bilimsel yaklaşımların siyasal ideolojilerden ve sosyolojik ortamdan tamamen bağımsız olarak değerlendirilemeyeceğinin, sosyolojik unsurların bilimsel çalışmanın yapıldığı ortamı ve yapılış tarzını (paradigmayı) etkileyebildiğini gösteren örneklerden birisidir

ERASMUS DARWIN

 Erasmus Darwin (1731-1802), “Evrim Teorisi” ismiyle bütünleşmiş olan Charles Darwin’in dedesidir ve eserlerinde torunundan önce canlıların bir evrim süreciyle oluştuğunu savunmuştur. Onun eserleri, kendi döneminde özellikle Alman doğa felsefecilerinin ilgisini çekmiştir.
 Ama modern zamanlarda, Charles Darwin’in dedesi olması onun asıl ilgi çekme sebebi olmuştur. Erasmus Darwin, Lamarck ile aynı dönemde, hatta ondan birkaç yıl önce, onunkilere çok benzer fikirleri savunmuştur. O da, Lamarck ve 18. yüzyılın birçok düşünürü gibi daha basit olan canlıların “kendiliğinden türeme” yoluyla oluştuklarını savunuyordu.

 Lamarck ile asıl önemli benzerliği, canlıların çevreyle etkileşim sonucunda yeni özellikler kazandıklarını ve bu özellikleri sonraki nesillere kalıtım yoluyla aktardıklarını söylemesidir. Erasmus’un 1794 yılında yazdığı ve en önemli eseri olan Zoonomia’da, sonradan kazanılan özelliklerin aktarılmasının evrimdeki rolüne ilişkin sözlerini Fairfield Osborn, bu yaklaşımın ilk ifade edilmesi olarak göstermektedir.

Charles DARWIN

Her ne kadar Darwin’den (1809-1882) önce canlıların evrim geçirdiği ortaya konulmuş, Darwin’den sonra genetikteki ilerlemelerle görüşlerinde düzeltmeler yapılmış olsa da “Evrim Teorisi”  birçok kişinin zihninde Charles Darwin ile özdeşleşmiştir. Hatta birçok kişi “Evrim Teorisi” ifadesi yerine “Darwinizm” demeyi tercih etmektedir.

Charles, daha önce dedesinin Zoonomia adlı eserinde okuduğu bu görüşlerden başta çok etkilenmediğini söyler fakat bu sürecin kendisinin Türlerin Kökeni’ni yazmasını desteklemiş olabileceğini de belirtir
 Charles Darwin, 1836’da Beagle yolculuğunu bitirir, 1837- 1839 yılları arasında Beagle gezisiyle ile ilgili notlarını yayına hazırlar ve Türlerin Kökeni’ni yazmak üzere ilk not defterini açar.

Darwin en ünlü eseri olan Türlerin Kökeni’ni ilk olarak 1859 yılında yayımlar, bu eser dışında on dokuz kitap daha yazmıştır ama hiçbiri bu eser kadar önemli değildir.

Tam adı şöyledir: Doğal Seleksiyon Yoluyla Türlerin Kökeni Üzerine ya da Yaşam Mücadelesinde Avantajlı Irkların Korunması; Orijinal İngilizce adı: ‘On The Origin of Species by Means of Natural Selection or The Preservation of Favoured Races in The Struggle for Life.
 Bu çalışma, Darwin’in Evrim Teorisi’ni ilk  olarak açıkladığı çalışmadır. Darwin’in bu çalışmasının adından da anlaşılacağı gibi, onun Evrim Teorisi’nin en önemli unsuru “doğal seleksiyon”dur. (Seleksiyon ifadesi ‘ayıklanma’ ve ‘seçilim’ olarak da çevrilmektedir.) Bu çalışmasında; 1837 yılından beri tuttuğu notlarından, 1838 yılında okuduğu Papaz Malthus’un Nüfusun İlkeleri adlı eserinden, 1842’de hazırladığı kuramının 3-5 sayfalık özetinden, 1844’te bu özeti 230 sayfaya genişletmesinden ve 1856’daki Lyell’in teşvikleriyle giriştiği çalışmalarından yararlandı. 

1858 Eylülü’nde Lyell ve Hooker’ın ısrarlı tavsiyeleriyle 13 ay ve 10 günlük bir çalışmayla 1859 yılının Kasımı’nda Türlerin Kökeni’ni yayımladı. Daha sonra önemli eklemeleri ve düzeltmeleri olduysa da Darwin’in “başyapıtım” dediği eserinin özü diğer baskılarda aynı kaldı.252 Eser 1860’ta 2. baskısını, 1861’de 3. baskısını, 1866’da 4. baskısını, 1869’da 5. baskısını, 1872’de 6. baskısını yaptı ve her baskıda düzeltmeleri oldu. 

Kaynak : Caner Taslaman 

Devamını Oku

Sözleşme Koşulları

Sözleşme Koşulları

By   Ağustos 17, 2018   Hiç yorum yok:

İyi ve kötünün net bir şekilde ayrıldığı hikayeleri severiz fakat ‘Bütün bakteriler ölüm’ düşüncesi ile ‘bakteriler bizim dostumuz’ düşüncesi aynı derece de yanlıştır çünkü evrimin işleyişi böyle değildir.Evrim en uyumlu  ilişkilere bile çatışma yükler.

Mikroorganizmaların dünyasından bir süreliğine çıkıp biraz daha büyük düşünürsek bunu daha kolay anlayabiliriz.

Öncellikle ‘önemli ile uyumlu  kavramlarını birbirinden ayırmamız gerekir. Mikrobiyom inanılmaz derecede önemlidir ama bu uyumlu olduğu anlamına gelmez’ diyor evrimsel biyolog Toby Kiers.

Her iki ortak da fayda sağlıyor olabilir ama ortada işin doğası gereği gerilim vardır.Simbiyoz çatışmadır; çatışmaysa asla tamamen çözülemez.

Nasıl olur da içimde çokluklar barınabilir ?

İçimizde çokluklar barındırmak tarım yapmaktan çokta farklı değildir. Her ne yetiştirmek istiyorsak onu besleyebilmek için uygun sıcaklık ve toprak bulundururuz. Fakat onları vücut kimyamıza güvenerek  sınırlandırıyoruz.

Mikroplarımızla aramızda her zaman bir anlaşma var, aramızdaki anlaşmayı güçlendirmek için pek çok yöntemimiz var.

Ne yazık ki biz insanlar, bu anlaşmaları kasten olmasa bile anlaşmayı bozmak için de bir o kadar yöntem geliştirmiştir.

Devamını Oku

HIV Virüsün Kayıp Bileşeni

HIV Virüsün Kayıp Bileşeni

By   Temmuz 12, 2018   Hiç yorum yok:

Bilim insanları, HIV virüsünün insan hücrelerine bulaştığı zaman faydalandığı kilit bir molekül saptadı. Bu keşif, ölümcül hastalığı yenme yönünde atılan büyük bir adım olabilir.Araştırmacılar yeni bir mikroskobi yöntemi kullanarak (IP6) adı verilen küçük bir molekülü tecrit ettiler. Virüs bu molekülü kullanarak hem kendini bizim bağışıklık sistemimizden koruyor, hem de taşıdığı şeyleri serbest bırakıyor olabilir.

HIV gibi virüslerin genetik maddeleri, kapsit adı verilen koruyucu bir protein kaplamasının içinde duruyor. Bu kaplama, hem virüsün konağın savunma mekanizmalarından korunmasına yardımcı oluyor, hem de virüsün taşıdığı içerikleri, bulaştığı hücrelere aktarmasını sağlıyor.

Avustralya’daki New Southwales Üniversitesinde yapısal virüsbilimci olan David Jacques şöyle açıklıyor: “Yapılan çalışmaların gösterdiği kadarıyla, HIV kapsidinin kendi başına çok dengesiz olduğu biliniyor”

“Bu durum, kapsit dengesizliğinin, enfeksiyon için bir şekilde önemli olabileceğini söyleyen kuramlara yol açtı. Şimdi IP6’yı keşfetmemizle birlikte, enfeksiyon sırasında HIV kapsidinin hiçbir zaman ‘kendi başına’ olmadığını biliyoruz. Kapsit her zaman IP6’ya maruz kalıyor ve bu durum, virüsün çekirdiğini önemli oranda dengeli hale getiriyor.”

IP6 molekülünün, virüs bileşenlerinin birleşerek viryonlara (tamamlanmış virüs parçacıkları) dönüşmesine yardımcı olabildiğini onlarca yıldır biliyordu fakat bu molekülün, HIV’ın genel hayat döngüsünde ne kadar önemli olduğu belli değildi. Jacques’e göre bu sorunun bir sebebi de, kapsitlerin yapısal dengesizliğiydi; kapsitler, viryonlardan çıkarıldıkları zaman hemen çöküyorlardı ve laboratuvarda çalışma yapmak zorlaşıyordu.

Yeni araştırma, kapsit kabının neden bu kadar kolay şekilde parçalandığını gösteriyor.

“Artık sorunun kayıp bir bileşen olduğunu biliyoruz: Yani IP6 bileşeni” diyor Jacques.

Ele geçirilen bileşen, nasıl ki HIV’in kendi kapsidini kuvvetlendirmesini sağlıyorsa (yapıyı 20 saate kadar dengeli hale getiriyor); bu savunma amaçlı yapıştırıcı moleküler bir seviyede uzaklaştırıldığı zaman, kapsit de çabucak bozuluyor.

“Artık IP6’nın normal enfeksiyonlar sırasında her zaman mevcut olduğunu bildiğimizden, bu bileşeni test tüpündeki kapsite ekleyerek onu dengeli hale getirebiliriz” diye açıklıyor Jacques.

Bu keşfe olanak sağlayan yeni mikroskobi yönteminde, floresans kullanılarak kapsit parçalanmaları gerçek zamanlı olarak izlendi. Yöntem ile birlikte, IP6 gibi bileşenlerin viryonlar üzerinde ne gibi özel etkileri olduğunun belirlenmesi amacıyla binlerce tekil viryonun sağlamlığı ölçülebiliyor.

UNSW’de moleküler bilimci olan baş araştırmacı Till Böcking şöyle söylüyor: “Olgunlaşmamış virüsün, üretici hücreyi (virüsün yapıldığı yer) terk ederken IP6 topladığını ve sonra hedef hücreye girdikten sonra bunu tekrar kullanarak, kapsidini dengeli hale getirip enfeksiyonu kolaylaştırdığını tahmin ediyoruz.”

Takımın yöntemi, IP6’nın virüs kapsidinin üzerindeki gözeneklere bağlandığını ve kuvvetlendirilen tabakanın, yapının içerisindeki yeni virüs DNA’sı birikiminde 100 kattan daha yüksek bir artış sağladığını gösterdi.

Bu miktar, HIV kadar ölümcül olan bir şey için az değil. Artık, gaspedilen bu molekülün, virüsün bulaşıcılığı için ne kadar etkili olduğunu bildiğimizden, IP6’yı kendimiz de kullanabiliriz ve onu, gelecekteki antivirüs tedavilerinde yeni bir hedef haline getirebiliriz.

Devamını Oku

Panama’da Bir Grup Beyaz Yüzlü Kapuçin Maymunu da Taş Devrine Girdi

Panama’da Bir Grup Beyaz Yüzlü Kapuçin Maymunu da Taş Devrine Girdi

By   Temmuz 11, 2018   Hiç yorum yok:

Panama’daki Smithsonian Tropik Araştırma Enstitüsü, yıllardır maymunların taş aletler kullandığı uzak bir adadan bahsediyorlardı.

Bir botanikçi, uzun zaman önce yapılan bir araştırma sırasında bu olaya şahit olmuştu – ancak o zamanlar faunadan ziyade floraya daha fazla ilgi duyan araştırmacı, bu olay üzerinde pek durmamıştı. Çünkü bölgeye tekrar geri dönüp araştırma yürütmek; yeni maddi kaynakları, yaklaşık 56 kilometrelik bir tekne yolculuğunu, yoğun tropikal orman içerisinde yüzmeyi, kayalık bölgede tırmanmayı gerektirmesi gibi oldukça zahmetli bir iş olarak görünüyordu. Dolayısıyla bu olay, bir süre boyunca yalnızca bir söylenti olarak kaldı.

Ancak geçen yıl, Max Planck Enstitüsü’nden araştırmacılar, Panama Coiba Ulusal Park’ına ulaştıklarında gördükleri şeyin orada olmaya değdiğini fark ettiler: Küçük beyaz yüzlü kapuçin maymunları, deniz kabuklu hayvanları, kabuklu yemişleri ve diğer yiyecekleri açabilmek için vücutlarının neredeyse yarı ağırlığındaki taşları bir çekiç gibi kullanıyorlardı.

Bu kapuçinler, kendi cinsleri içerisinde taş alet kullanan ilk grubu oluşturuyor ve bugüne kadar da insan dışında taş alet kullanan dördüncü primat gurubu olarak kayıtlara geçti.

Daha da garip olanı, Jicaron’un yanı sıra maymunların bulunduğu iki yakın adanın da incelenmiş olmasına rağmen, alet kullanımı, yaklaşık 1.5 km uzunluğundaki kıyı şeridini işgal eden bir grup kapuçin arasında gözlemlendi. Araştırmacılar, alet kullanımının görülmediği bölgelere “deneysel” çekiç ve örsler bırakmış olsa da, maymunların bu aletleri görmezden geldikleri görüldü.

Akıldaki soru ise; görünüşte önemli olan bu davranış neden bütün adaya yayılmadı? Alet kullanan bu tek grubu özel kılan nedir?

Bu yeni çalışma, ön baskı sitesi bioRxiv‘de yayımlandı. Yani makale, henüz hakemli bir dergide yayımlanmadı ve resmi olarak başka bilim insanlarının incelemesine henüz tabi tutulmadı. Ancak Arizona State Üniversitesi’nden bir davranış ekolojisti olan Joan Silk, çalışmanın “bu yeni gözlemin dikkatli ve güzel bir tanımlayıcı analizi” olduğunu belirtiyor.

Devamını Oku

Bir Tüberküloz İlacı Otizm Tedavisine Yardımcı Olabilir Mi?

Bir Tüberküloz İlacı Otizm Tedavisine Yardımcı Olabilir Mi?

By   Haziran 20, 2018   Hiç yorum yok:

Yapılan araştırmalara göre,tüberküloz tedavisinde kullanılan bir antibiyotik otizm spektrum bozukluğu ile ilişkili sosyal bozuklukları indirgeme potansiyeline sahiptir.

Çalışmada kullanılan d-sikloserin ilacının.PCDH10 adı verilen otizmle bağlantılı genin işlevinde artış gösterdiğini gözlemlenmiştir.Pennsylvania Üniversitesi tarafınan Prof.Edward Brodkin ve arkadaşları Otizm Spektrum Bozukluğu (ASD), sosyal beceri ve iletişim problemleri ile karakterize edilen gelişimsel bir bozukluktur.

Araştırmacılar yaptıkları çalışmada,otizm ile ilişkili PCDH10 geninin daha iyi anlamak için genetik olarak tasarlanmış farelerin amigdalasındaki nöronlar analiz edildi.Bu nöronların NMDA glutamat reseptör alt birimin düzeylerinde bir azalma görüldü.Bu bulgu sinir devrelerindeki kesintili  bağlanmanın bir göstergesidir.

Farelerde sosyal bozulma d-sikloserin ile düzelmiştir.

Tüberküloz ve idrar yolu enfeksiyonlarının tedavisinde kullanılan antibiyotik olan d-sikloserin ile fareler tedavi edilmiştir.

Kayanak: Medical New Today

Devamını Oku

Gen Terapisi

Gen Terapisi

By   Mayıs 02, 2018   Hiç yorum yok:

Gen Terapisi Nedir?

Eksik ya da hatalı protein üretimine neden olan, bozuk gen taşıyan hücreye normal geni yerleştirme yöntemine gen terapisi ya da gen tedavisi denir. Gen tedavisi, hastalıklar nükleotid düzeyinde tedavi etmeyi amaçlar. Gen tedavisinin en yaygın biçimi, mutasyona uğramış bir genin fonksiyonunun düzenlenmesi için belirsiz bir genomik bölgeye fonksiyonel genlerin bir vektör aracılığıyla eklenmesidir.

Gen Terapisinin Tarihçesi

Gen tedavisi fikri ilk kez 1970 yılında, retrovirüslerin RNA’ları üzerinde çalışan, MARTINE CLINE tarafından ortaya konmuştur. Martine Cline, virüslerin transformasyon mekanizmalarını incelediğinde, virüslerin genetik materyallerini konak hücre genomuna aktardığını keşfederek, hücrelere gen transfer işlemlerini gerçekleştirmek için bir araç olarak kullanılabileceklerini belirtmiştir (Baltimore 1970). 1980'lerin başında retroviral tabanlı gen transferinin geliştirilmesine önemli katkıda bulunmuş ve genlerin in vitro ve in vivo olarak yüksek verimlilikte transfer edilebileceğini göstermiştir (Williamson 1982). 

Bu gelişmelerle birlikte, ilk insan gen tedavisi 1982 yılında, Martine Cline tarafından Talasemi hastalığı için gerçekleştirilmiştir (Wade 1981). Daha sonra 1990 yılında ağır kombine immün yetmezlik (SCID) hastalığında Michael Blaese ve William French Anderson tarafından ADA (Adenosine deaminase) geni taşıyan retrovirus vektörü ile yapılmış gen tedavisi uygulamaları sonucunda 2 çocuğun tam olarak tedavisi sağlanmıştır (Blaese vd. 1995). Gen terapi ile ilgili tarihsel gelişmeler Şekil 1.1’de gösterilmiştir.

Şekil 1.1 Gen terapisiyle ilgili tarihsel gelişmeleri gösteren çizelge

Gen Terapi İlaçları

2003 yılında gen tedavi kaynaklı bir ürünün klinik uygulamasını onaylayan ilk ülke Çin olmuştur. SiBiono Gene Tech Co. firması tarafından geliştirilen ve ilk ticari gen tedavi ürünü onayına sahip Gendisin, E1 geni insan p53 cDNA’sı ile değiştirilmiş bir adenoviral vektördür ve baş-boyun yassı hücreli karsinom tedavisinde kullanımı onaylanmış non-replikatif (replikasyon özelliği olmayan) bir virüstür.

Kanser hücrelerinde p53 geni yoksun olduğundan hücrelere kontrolsüz bir şekilde çoğalır. Dolayısıyla bu genin adenovirus aracılı hücrelere kazandırılması (Gendisin) hücre çoğalmasını durdurup kanserli hücrelerin ölmesine sebebiyet vermesi beklenir. Bu gen tedavi yöntemi kemoterapiyle (sinerjistik etki) kombine olarak uygulanır.

Bu noktada dikkat edilmesi gereken husus, Çin Gıda ve İlaç Kurumu (SFDA)’nun Gendisin’i standart faz 3 klinik denemelerin datalarını almadan onaylamış olmasıdır. Dolayısıyla bu durum başlangıçta Gendisin tedavisinin etkinliği konusunda yoğun tartışmalara neden olmuştur.

2004 yılında, Ark Therapeutics Group plc isimli bir firma, gen bazlı ilaçlar (Cerepro) için ticari ilaç üretmek amacıyla Avrupa’da ilk GMP sertifikası alan firma olmuştur. 

Cerepro, Herpes simplex virus timidin kinaz (HSV-tk) geni içeren bir adenoviral vektör olup, malignant beyin tümörlerinin tedavisinde kullanılması amacıyla Ark Therapeutics Group plc tarafından geliştirilmiştir. 

Cerepro’nun klinik etkinliği, 2a ve 2b olmak üzere iki ayrı faz 2 klinik testlerinde değerlendirilmiş ve 2008 yılında faz 3 klinik testleri de tamamlanınca, faz 3 denemesi tamamlanan ilk adenoviral vektör olma özelliğini kazanmıştır. Cerepro’nun etki mekanizması Şekil 1.2’de gösterilmiştir. 

Şekil 1.2 Cerepro’nun etki mekanizmaları (Şanlıoğlu 2014 Ders Notu)

19 Temmuz 2012’de, EMA (Avrupa Tıbbi Ürünler Ajansı) ilk defa bir gen tedavi ürününü (Glibera) Avrupa Birliği’nin onayına sunmuştur. Glibera, Amsterdam Molecular Therapeutics şirketi tarafından geliştirilmiş olup, şuan UniQure aracılığıyla piyasaya çıkarılmaktadır.

Glibera, şiddetli lipoprotein lipaz yetmezliğinin tedavisinde kas dokularında lipoprotein lipaz eksprese eden, genetik olarak modifiye edilmiş bir adeno-assosiye viral vektördür. Glibera, İnsan Medikal Ürünler Komitesinde üç kez görüşülüp onay alamamış, fakat sonrasında tekrar değerlendirme isteminden sonra yalnızca özel durumlar altında kullanımı onaylanıp Avrupa’da piyasaya sunulmuştur.

Klinikte Yapılan İlk Gen Terapi Çalışması

İlk gen terapi çalışması 14 Eylül 1990'da gerçekleştirildi. SCID (Ağır Kombine İmmün Yetmezlik) hastası olan Ashanti DeSilva tedavi edildi. Doktorlar tarafından DeSilva'nın T-Lenfosit hücreleri ayırılıp doku kültürü yöntemiyle çoğaltıldı. Sağlıklı bir insandan elde edilen ADA geni bir retrovirüs vektörü yardımıyla doku kültürüne nakledildi. Rekombinant vektörler doku kültüründeki hücreleri enfekte edilmesi sağlanarak kendi DNA’larını kültürdeki T-Lenfositlere entegre edilmesi sağlandı. Sağlıklı ADA genine sahip olan hücreler çoğaltılarak hastaya 1 yıl boyunca 2 ayda 1 kere damardan geri verilerek tedavi süreci devam ettirildi. 

Gen Tedavisi Alanındaki Son Gelişmeler

Günümüze kadar çeşitli hastalıklar için gen tedavisi uygulanmıştır ve bunlardan birkaçı başarıya ulaşmıştır. Bu klinik uygulamaların büyük çoğunluğunu kanser hastalıkları üzerine denenmektedir. Daha sonra sırasıyla tek gen hastalıkları, enfeksiyon hastalıkları ve kardiyovasküler hastalıklar gelmektedir (Şekil 3). 

Şekil 3. Gen tedavisi uygulaması için hedeflenen hastalıklar (http://www.wiley.com/legacy/wileychi/genmed/clinical/)

İlk insan deneyleri 2007 yılında İngiltere’de Prof. Dr. Robin Ali tarafından yapılmıştır. Bu tedavide hiç bir yan etkileri gözlenmemiş ve 23 yaşındaki Robert Johnson’ın LCA hastalığından tamamen iyileştiği ve görme yeteneğini kazandığı bildirilmiştir (Bainbridge vd. 2008). Daha sonra 2009-2010 yılında Prof. Dr. Jean Bennett tarafından, Pennsylvania Üniversitesi’nde, 12 hasta üzerinde yapılan bir araştırmada 6 kişi yeterince görme yeteneği kazanmışlardır (Maguire vd. 2009). Bu tedavilerin 3 yıllık takiplerinde, görsel iyileşmenin, tedavinin 6. ayından sonra en yüksek seviyeye ulaştığı ve son izleme kadar stabil olduğu bildirilmiştir (Testa vd. 2013). LCA gen tedavisi araştırmaları şu anda faz III aşamasında olup, yakın zamanda bu ilaçların piyasaya çıkması beklenmektedir.

Bilinen herhangi bir tedavisi olmayan, IFT88 geninin mutasyonu nedeniyle ortaya çıkan bir siliyopati hastalığı genini taşıyan fareler, koku yeteneği kaybı nedeniyle yemek yemediklerinden dolayı ölmektedirler. Bu model üzerinde yapılan çalışmada, adenovirus aracılığıyla sağlıklı IFT88 geni farelere aktarılmış, IFT88 geninin, hasta farenin siliyer yapılarının düzenlenmesi ve koku fonksiyonunun kazanılması için yeterli olduğu gösterilmiştir. Bu çalışma memelilerde siliyopatinin ilk gen tedavisi olarak kabul edilmektedir (McInttyre vd. 2012). Hemofili A hastalığı pıhtılaşma faktör VIII (FVIII) eksikliğinden ortaya çıkan kanama riskini artıran bir hastalıktır. Ağır Hemofili A hastalarının ciddi kanamasını önlemek için rekombinant faktör VIII intravenöz enjeksiyon yoluyla verilir. 2013 yılında yapılan bir çalışmada iki hemofili A hastalığına sahip köpeğin gen tedavisinden sonra tamamen iyileştikleri belirtilmiştir. Bu çalışmada, kemik iliğinin hematopoetik kök hücreleri izole edilip, FVIII geni taşıyan lentivirüs vektörler ile transfekte edilmiştir. Daha sonra transfekte olmuş hematopoetik kök hücreler aynı köpeğe nakil edilmiştir. Lentivirüs vektör ile insan trombositlerinde FVIII genin ifadesini sağlayan, özgün ITGA2B gen promoteri kullanıldığı için FVIII proteini sadece trombositlerde eksprese olur. Trombosit kaynaklı FVIII için inhibitör antikorları yoktur. Bu yüzden bu yaklaşım, faktör VIII tedavisini reddeden hastalarda yararı olabilir. Böylece, trombosit faktör VIII ile hemofili A hastalarında kanamanın etkili bir şekilde ve uzun vadeli kontrolü sağlanabilir (Du vd. 2013). 

Gen tedavisinin klinik uygulamalarına geçmeden önce, tedavinin yan etkileri iyice incelenmelidir. Vektörün toksik etkisi nedeniyle, 1999 yılında 18 yaşındaki Jesse Gelsinger gen tedavisi uygulaması sonrasında hayatını kaybetmiştir. Bu hastada, azot metabolizmasının bozukluğu olan ornitin transkarbamilaz eksikliği tedavi edilmeye çalışılmıştır. Gen tedavisinden sonra adenovirüs vektöre karşı ağır inflamatuar yanıtlar oluşması nedeniyle karaciğer, akciğer ve diğer organların yetmezliği ortaya çıkmış ve hasta hayatını kaybetmiştir (Sheridan 2011). Bu başarısız örnek göz önünde alarak, gen tedavisi ürünlerinin klinik çalışmalara girmeden önce hayvan modelleri üzerinde yeterince denenmesi gerektiği ortaya çıkmaktadır. Bunun yanı sıra immun yanıtları uyarmadan, spesifik dokuya girebilen ve DNA parçalarının taşınması için yeterli kapasiteye sahip olan uygun vektörler bulmaya yönelik araştırmalar devam etmektedir. Örnek olarak, günümüzde araştırmacılar, laboratuvar düzeyinde virüse ait kapsit proteinlerini değiştirip spesifik bir dokuya girebilme özelliği kazanan viral vektörler elde edilmesi üzerinde çalışmaktadırlar (Aslanidi vd. 2013).

Bazı araştırmacılar gen parçalarını hücreye verebilmek için yeni yöntemleri denemektedir. Uterus içinde uygulanan fetal gen tedavisi bu yöntemlerden birisidir. Uterus içinde tedaviler geliştirildiğinde, hastalığın semptomları ortaya çıkmadan hastalığın tedavisi mümkün olabilecektir. Fetüsün en önemli özelliği, olgunlaşmamış bir immün sisteme sahip olmasıdır. Böylece dışardan verilen vektör ve genlere karşı immün yanıtlar gelişmemektedir ve daha uzun süreli gen ifadesi sağlanabilmektedir. Ayrıca, fetal dönemde kök hücre sayısı çok yüksektir. Bu hücrelerin hızlı genişlemesi, gen tedavisi için büyük bir avantaj olarak bilinmektedir. Böylece transfekte olmuş hücrelerin sayısı daha rahat bir şekilde artar (David ve Peebles 2008). Bu yöntemler, hayvan modelleri üzerinde başarılar elde etmesine rağmen insan klinik uygulamaları öncesinde, etik de dahil olmak üzere birçok sorunu beraberinde getirmektedir.

Sonuç olarak, birçok kanser türü, tek gen hastalıkları, enfeksiyonlar, kardiovasküler hastalıklar gibi çeşitli klinik durumlar için umut vaat eden gen tedavisi, klinik uygulamalarından önce, yan etkileri bakımından iyice araştırılmalı, uygun vektörler tasarlanmalı ve güvenli gen tedavisi yaklaşımları yapılmalıdır.

Kaynaklar ve İleri Okuma 

Anonymous. 2012. Web Sitesi: http://www.wiley.com//legacy/wileychi/genmed/clinical/ Erişim Tarihi: 15.11.2017

Aslanidi GV, Rivers AE, Ortiz L, et al. Optimization of the capsid of recombinant adeno- associated Virus 2 (AAV2) vectors: The final threshold? PLoS One 2013;8(3):1-12. 

Bainbridge JWB, Smith AJ, Barker SS, et al. Effect of gene therapy on visual function in Leber's congenital amaurosis. N Engl J Med 2008;358(21):2231-9.

Baltimore D. Viral RNA-dependent DNA polymerase: RNA-dependent DNA polymerase in virions of RNA tumour viruses. Nature 1970;226(5252):1209-11.

Blaese RM, Culver KW, Miller AD, et al. T Lymphocyte-directed gene therapy for ADA_SCID: Initial trial results after 4 years. Science 1995;270(5235):475-80.

David AL, Peebles D. gene therapy for the fetus: Is there a future? Best Pract Res Clin Obstet Gynaecol 2008;22(1):203-18.

Du LM, Nurden P, Nurden AT, et al. Platelet-targeted gene therapy with human factor VIII establishes haemostasis in dogs with haemophilia A, Nat Commun 2013;4(2773):1-11.

Maguire A M, High KA, Auricchio A, et al. Age-dependent effects of RPE65 gene therapy for Leber’s congenital amaurosis: A phase 1 dose-escalation trial. Lancet 2009;374(9701):1597-605.

McIntyre JC, Davis EE, Joiner A, et al. Gene therapy rescues cilia defects and restores olfactory function in a mammalian ciliopathy model. Nat Med 2012;18(9):1423-8.

Sheridan C. Gene therapy finds its niche. Nat Biotechnol 2011;29(2):121-8.

Testa F, Maguire AM, Rossi S, et al. Three-year follow-up after unilateral subretinal delivery of adeno-associated virus in pateints with Leber congenital amaurosis type 2. Ophtha 2013;120(6):1283-91. 

Wade N. Gene therapy caught in more entanglements. Science 1981;212(4490): 21-4.

Williamson B. Gene therapy. Nature 1982;298(5873):416-8.

Devamını Oku

Kuantum Biyolojisi

Kuantum Biyolojisi

By   Nisan 30, 2018   Hiç yorum yok:

Erwin Schrödinger,yaşamın belli niteliklerinin kuantum teorisiyle anlaşılabileceğini düşünüyordu. Hatta ''Yaşam Nedir?'' kitabında bu konuyu ele aldı ve bu kitapla Francis Crick ve James D.Watson'a yardımcı olmuştur.

Schrödinger 1950'de ''Canlı organizmalar,hücrelerdeki olağan işleyişleri güçlendirmek adına bir şekilde kuantum seviyeye ulaşıp onun garipliklerinden faydalanıyor olabilirler.''

DNA'yı tanımlayan kuantum dalga fonksiyonunun çevre tarafından çökertilmesiyle mutasyona neden olabileceği tartışıldı. Sonuç olarak DNA'yı oluşturan sarmalların birbirinin tersi yönünde hareket ettiğini,net hızın sıfıra eşit olduğunu,zincirin formunun bozulmadığını,bu formun korunma yolu ise kuantum dolanıklık olduğunu biliyoruz.

Yerini Beğenmeyen Hidrojen

Bazlar arası hidrojen bağları ile bağlanır.Tek başına bir hidrojen atomu kuantum yasalarına yenik -klasik fizik ile açıklayamadığımız yasalar- düşebilir. Kuantum dünyası eş zamanlılık dünyası olduğu için yenik düşen atomun aynı anda iki zincirin de tarafında bulunma durumu ihtimalini '' kuantum süperpozisyonu'' kullanarak açıklandı.

Superpozisyon,varsayılım havada dönen bir madeni para süperpoze haldedir,yani olası iki durumu da (yazı ve tura) içerir.Ancak bu süperpoze durumu avucumuza düşüne kadardır.

Kuantum dolanıklığın,yazdığım bu çok az örnekten ibaret değildir.Enzimler,atomlar,koku reseptörleri,kuşlar gibi daha birçok örnek gösterilebilir.Nasıl yapıldığını anlamaya çalışmak ve merak etmemek elde değil.

Kaynak : Bezelye

Devamını Oku

Fikir Biyolojisi

Fikir Biyolojisi

By   Nisan 24, 2018   Hiç yorum yok:

 Biyoloji sosyal yanı olan bir bilim alanıdır. Biyoloji eğitimi de toplumların bedensel ve ruhsal sağlığını korumada eğitimin önemli bir parçasıdır. Düşünce ya da fikir; dünya modellerinin var oluşuna izin veren ve böylece etkin olarak onların amaçlarına.arzularına bağlı olan uğraştır.

Düşüncenin daha sistematik bir tanımını yapacak olursak öncelikle beyin ve zihin kavramlarını birbirinden ayırmamız gerekir. Zihin, somut olan beyinden beslenen,soyut bir karalama tahtasıdır.

 Bu tanıma göre,bir düşünce soyut bir nesnenin,insanın zihninde oluşturduğu faaliyettir. Diğer taraftan somut bir nesnenin,insanın zihninde oluşturduğu faaliyeti de algı olarak isimlendirebiliriz.

Herhangi bir düşünce beyinde de faaliyete neden olacaktır,biyolojik olarak fakat bu faaliyet,bahsi geçen düşüncenin bir parçası olarak nitelendirilmez.

''Düşünce ,sadece zihinle ilişkilendirilir.''

Aynı şekilde bir algının oluşmasında beynin rolü vardır ama algı insanın zihninde oluşur. Örneğin; Karşımızdaki nesneyi varsayalım ağacı gözlerimizle görürüz ve bu bağlam somuttur.Ama görme işlemi yani algılama gözlerde değil zihinde gerçekleşir.

Özetle,Düşünce soyut bir nesnenin zihinde oluşturduğu faaliyettir.Algı ise somut bir nesnenin zihindeki yansımasıdır.

Devamını Oku