Kaybedilmiş bir hissi beyne geri kazandırmanın mümkün olup olmadığını araştıran nörologlar, “beyin-makine ara yüzü”ne kazandırdıkları özellikler sayesinde önemli bir buluşa imza attılar. Daha önce felçli veya sakatlarda nörolojik protezlerin uygulanması için geliştirilen ve tek yönlü iletişim sağlayan “beyin-makine arayüzleri”, bu buluş sayesinde artık çift yönlü bilgi sağlayabiliyor.
Dünya ile etkileşim içinde olmamızı sağlayan motor fonksiyonlardaki kayıpları geri getirmeye yönelik 1970’li yıllarda başlayan çalışmalar hızla devam ediyor. Kayıp bir uzvun robotik bir protez ile değiştirilmesi üzerinde çok durulan konuların başında gelmekle birlikte bugüne kadar başarılı sonuçlar nadiren elde edildi. Uzmanlar bu durumu şu ana kadar, beyin-makine arayüzlerinin büyük ölçüde görsel algıya dayanıyor olmasına bağlıyor: Robotik kol, ona bakma yolu ile kontrol edilirdi. Makine ve beyin arasındaki bilgi akışı, bu nedenle indirek ve tek yönlüydü. Bilim dergisi Neuron’da yayımlanan bir makaleye göre bu akış artık direkt ve çift yönlü hâle getirildi.
İsviçre’deki Cenova Üniversitesi’ne bağlı bir gurup araştırmacının çalışmaları sonuç verdi ve şimdiye kadar bakma yolu ile kumanda edilen “arayüzler”in artık beyin tarafından da kontrol edilmesi sağlandı. Buluşu yapan ekibin lideri Profesör Daniel Huber, beyin-makine arayüzünde iki yönlü iletişim kuran nöron aktivitesinin protez bir harekete çevrilmesi ve beyindeki bu hareketin duyusal geri bildirimin aynı anda okunmasının mümkün olup olmadığı üzerinde çalıştıklarını söyledi. Ekibin araştırmacılarından Mario Prsa ise fareler üzerinde bu yönde yaptıkları çalışmaların sonuç verdiğini ve böylelikle beyin-makine arayüzü fonksiyonlarının iki yönlü hale geldiğini aktardı.
Çalışmada, klasik elektrot yaklaşımına yenilikçi bir alternatif sunan modern görüntüleme ve optik uyarım araçlarına başvurularak nöro prostetik harekete yapay bir his kazandırıldı. İki fotonlu mikroskop denilen bir yöntem kullanılarak farelerin nöro-prostetik kontrol için seçilen özel bir nöronu harekete geçirdiği anda, bu aktivite ile orantılı uyarıyı, mavi ışık kullanarak duyu korteksine uygulandı. Yani duyu korteksinin nöronları, bu ışığa duyarlı hâle getirildi. Optik flaşlarla bu duyular harekete geçirildikten sonra yapay duyusal geribildirim sinyalleri de entegre edildi. Bu aşamadan sonra fare, aktivasyon değerlerinin üstüne çıktığı her seferinde ödüllendirildi. 20 dakika sonra ilişkiyi öğrenen farenin doğru nöron hareketini daha sık üretebildiği gözlendi.
Kortekste sinirsel aktivite uyarılarak eksik hissi beyne geri kazandırmanın mümkün olduğu ortaya çıkarılan bu buluşun özellikle engellileri çok sevindireceği anlaşılıyor. Çünkü bu arayüzler sayesinde motor fonksiyonu kaybının kısmen engellenebileceği düşünülüyor.
Cenovalı nörolog grup, şimdilik tek bir hareket için mümkün olan bu durumun gelecekte çoklu geri besleme kanalları sağlanarak daha verimli bir duyusal geri bildirim kazandırılması üzerine çalışıyorlar. Ulaşılan bu sonucu da kullanarak en temel sinirsel devre fonksiyonlarını daha iyi anlamak, sinyalleri benzersiz bir şekilde aktive edilen nörona yönlendirmek için hangi mekanizmaların gerektiği yönündeki araştırmalar devam ediyor.
Çeviren Abdulkadir Büyükbingöl
Kaynak: Cenova Üniversitesi, “Brain-machine interfaces”, ScienceDaily, 22 Şubat 2017
