Özet: Bilim insanları dünyanın ilk 3 boyutlu retinaya sahip yapay gözünü yapmayı başardı. Çeşitli göz hastalıklarınının tedavisinde kullanılabilecek bu gözler bazı durumlarda insan gözünden bile daha iyi sonuçlar veriyor.
Hong Kong Bilim Üniversitesi (HKUST) kurumundan araştırmacılar dünyanın ilk 3 boyutlu yapay gözünü geliştirmeyi başardılar. Şu ana kadar yapılmış tüm dirim kurgusal (biyonik) gözlerden daha iyi özelliklere sahip olan bu yapay gözlerin bazı konularda insan gözünden daha başarılı olduğu tespit edildi. İnsan benzeri robotlara görüş yeteneği sağlayabilecek bu gelişme aynı zamanda çeşitli göz hastalıklarının tedavisinde kullanılabilecek.
Bugünlerde kullanılan yapay göz
Bilim insanları yıllardır insan gözünün yapısına benzer ve onun sağlayabileceği netlikte görüş imkânı sunabilen bir yapay gözün üretimi üzerine çalışmalarını sürdürmekteydi. Genelde harici kablolarla kullanılan gözlük biçimindeki yapay gözler ancak 2 boyutlu görüntü algılayıcılarının sunduğu düşük kalitedeki görüş kalitesindeydi. Elektrokimyasal Göz (The Electrochemical Eye, EC-Eye) ilk olarak HKUST’ta geliştirildi. İnsan gözünün yapısını kopyalamakta başarılı olan bu göz aynı zamanda gelecekte insan gözünden daha keskin bir görüş kalitesi sunabilme imkânına sahip. Bununla birlikte ilerleyen zamanlarda da karanlıkta kızılötesi radyasyonu tespit edebilme özelliğine sahip olabilir.
Elektrokimyasal Göz
Bu gelişmeyi mümkün kılan en büyük nokta ise nano boyutlarındaki (metrenin milyarda biri) kablolarla ve ışık algılayıcılarıyla insan gözündeki ışık almaçlarını (fotoreseptörler) taklit edebilmeyi başarabilen 3 boyutlu bir yapay gözün yapılabilmiş olması. HKUST’tan katılan Profesör Fan Zhiyong ve Doktor Gu Leilei tarafından yürütülen bu çalışma sırasında nano boyutlarındaki kablolarla yapılmış ışık algılayıcıları birtakım sıvı metal kablolarla bağlandı. Bu sayede insan yapımı retinanın yarım küresinde sinir görevi görebilen mekanizma sağlanmış oldu. Deney sırasında görsel sinyal aktarımı yapıldı ve gözün gördükleri bilgisayar ekranına yansıtıldı.
İnsan gözünün yapısı
Gelecekte bu nano boyutlarındaki ışık algılayıcıları doğrudan göz hastalarına bağlanabilir. Bu sayede insan gözündeki gibi sinyallerin daha beyne ulaşmadan birtakım optik sinir liflerinin (sinyal aktarımı için) bir gözenek aracılığıyla retinanın ön kısmından arka kısmına (insanın görüşünde kör nokta oluşmasına neden olarak) geçmesi gerekmeyecek. Retina üzerinden dağıtılan bu ışık algılayıcıları arka kısımlarında bulunan sıvı metal kablolar sayesinde üzerlerinden geçen her sinyali besleyebilir. Bu sayede tek bir nokta üzerinden geçmek zorunda kalmayan sinyaller kör nokta oluşumuna engel olabilir.
Buna ek olarak ışık almaçlarından daha büyük bir yoğunluğa sahip bu nano boyutlarındaki kablolar daha çok ışık sinyalini kendilerine çekebilir. Eğer ki ileride her nano boyutlarındaki kabloların gözün arka kısmına bağlanması başarılabilirse insan retinasında oluşandan çok daha yüksek kalitede bir görüntü elde edilebilmesi sağlanabilir. Birbirinden farklı malzemelerle bu algılayıcıların hassasiyetleri ve tayf aralıkları artırılabilir. Aynı zamanda bu yapay gözler gece görüş özelliği gibi daha birçok özelliğe sahip olabilirler.
HKUST’ta üretilen Elektrokimyasal Göz (EC-Eye) yapısı.
Takımıyla birlikte dokuz senedir bu konu üzerine çalışan Profesör Fan şöyle diyor: ‘’Kendimi bildim bileli bir bilim kurgu hayranıydım. Bu hikâyelerdeki galaksiler arası seyahati bile mümkün kılabilen teknolojilerin eninde sonunda gerçek olabileceğini düşündüm. Dirim kurgusal (biyonik) gözlerin görüş kalitesini, kullanıcı dostu olmasını ve kaplayabileceği görüş açısını bir kenara bırakırsak bu özellikler hâlâ insan gözüyle rekabete girebilecek seviyede değil. Bu tür sorunlara çözüm üretebilecek bir teknolojinin geliştirilmesi lazım. Alışılmadık türdeki bu projeye girişmeme güçlü bir motivasyon sağlayan işte bu düşüncelerdi.’’
Çalışma takımı California Üniversitesi ve Berkeley Araştırma Üniversitesiyle birlikte çalıştı. Bulgular yakın zamanda saygıdeğer bilim dergisi Nature’da yayımlandı.
Profesör Fan şöyle ekliyor: ‘’Şimdiki çalışmalarımız halihazırda cihazımızın sahip olduğu kaliteli, kararlı ve biyolojik dokuyla uyumlu olan yapısını geliştirebilmek adına olacak. Yapay göz yapımı için göz muayenesinde ve gözle ilgili yapay organ yapımı konusunda deneyimi olan, tıbbi alanda uzman araştırmacılarla birlikte çalışmak istiyoruz.’’
Bu yapay gözün içerdiği elektrokimyasal süreçleri bir tür güneş hücresinin çalışma ilkesi göz önünde bulundurularak geliştirildi. Bu ilkeye göre yapay retinada bulunan her görüntü algılayıcısı aynı zamanda nano boyutlarında yer alan güneş hücresi işlevi görebilir. Daha da ileri çalışmalar sayesinde EC-Eye kendi kendine çalışabilen bir görüntü algılayıcısı haline gelebilir. Bu sayede gözle ilgili yapay organ yapımında kullanıldığı gibi harici bir güç kaynağına veya herhangi bir devreye ihtiyaç kalmayabilir. Bu sayede şu ankinden daha kullanıcı dostu bir teknolojiye sahip olabiliriz.
