fbpx
Connect with us

Bilim

Amerika’daki Yellowstone Volkanı Bugün Patlasa Dünyaya Ne Olur?

Published

on

Yellowstone esasında dev bir kapakla kapatılmış kazan gibidir. Çapı o kadar büyüktür ki sadece yeryüzünün alçak seviye yörüngesinden görülebilir. Krateri 72 kilometre çapa sahiptir ve altta yatan su tesisatı on binlerce kübik kilometre magmatik malzeme içerir.En son tahminlere göre, Niagara Şelaleleri’nin her iki tarafında bulunan sığ derinlikteki rezervuarların suyla dolması birkaç yüzyıl sürecektir. Bunun gibi korkunç büyüklükteki bir volkanın patlaması halinde neler olur? Kim yaşar, kim ölür ve Amerika Birleşik Devletlerine ne olur? Dünya üzerinde yaşayan en saygın volkanologlardan birisi bu konu hakkında çeşitli açıklamalarda bulundu.
Yellowstone Volkan Gözlemevi’nden Dr. Michael Poland, Yellowstone’nun iki aşamalı magma odasının şu anda uyku halinde olduğunu söyledi. Volkanın bir patlama yaşayabilmesi için şu anda yeterli enerjiye sahip olmadığını vurgulayan Poland, volkanın magma bedeninin çoğunun kısmen katılaştığını da vurguladı. Büyük bir püskürmenin meydana gelmesi için çok fazla magmaya ihtiyaç olduğunu söyleyen Poland, “Bölgenin büyük bir kısmı boyunca yaygın lav akıntıları veya hidrotermal patlamalar yaşanıyordu. Bu da gelecekte herhangi bir püskürme olması halinde bu durumun çoğalmasına sebep olacaktır. Her ne kadar bunlar sorun yaratsa da bu patlama kesinlikle bir kıyamet olmayacak. Bu tip püskürme türleri oldukça nadir olarak yaşanıyor” açıklamasında bulundu.
Bir süpervizik paroksizma şansı şu anda 730.000’de bir civarındadır ve bu da olası bir asteroid felaketinin etkisinden daha az olasıdır. Bununla birlikte, aniden yeni bir magma enjeksiyonu ya da onu kaplayan jeolojik tabakaların ani bir zayıflaması, ani bir çökme olayını tetiklemek için yeterli olabilir ve tüm sistem, atmosfer yüzeylerine şiddetli bir şekilde sızabilir.
Sonra ne olacağı biraz spekülatif, ama Yellowstone’un korkutucu geçmişi bize ipucu veriyor. Burada en kötü senaryoyu düşünürsek, magmatik göbeğin devasa bir süperkonik patlamada boşaldığı varsayılmalıdır. Bu, Yellowstone’da 660.000-800.000 yıllık bir döngüde üç kez olmuştur: 2.1 milyon yıl önce, 1.3 milyon yıl önce ve 640.000 yıl önce.En büyük patlama ilk olanıdır. Bu patlama 1980’de St. Helen dağında meydana gelen patlamanın yaklaşık olarak 2500 katı volkanik malzeme ortaya çıkardı. En son patlamada bile volkan yaklaşık olarak ABD’nin %60’lık bölümü kadar bir alanı kül tabakası altında bıraktı. Yellowstone’un birgün tekrar patlayacağına kesin gözüyle bakılıyor. Ancak volkan patlarsa ABD’ye ve daha önemlisi dünyaya ne olacak?Volkanın patlamasına yakın Yellowstone Ulusal Parkı etrafındaki zemin biraz yükselecek. Gayzerler ve jeotermal havuzları içeren hidrotermal sistem, hızlı bir şekilde kaynama noktasındaki sıcaklıklara ulaşacak ve muhtemelen aşırı derecede asidik hale gelecektir. Magma, kabuktan hızla yükselen merkezi bir noktaya doğru ilerlerken, artarda depremler meydana gelecek. Daha sonra çatı kayası çökecek ve patlama başlayacak.
Geniş bir kül ve lav sütunu, yaklaşık 25 kilometre yüksekliğe doğru fırlayacak. Hem ham patlayıcı enerji hem de lavlar ve bombalar soğutma yoluyla ısının salınmasıyla devam edecek, günlerce devam edecek ve külleri stratosferin etrafına taşıyacak jet akıntılarına sebep olacak.
Eritici sütun veya kolonun parçaları yıkıldığında, devasa piroklastik akışlar parkın yollarını kaplayacak. Kül, lav kabarcıkları ve aşırı ısıtılmış gazın bu karışımları 1000 ° C ‘yi aşacak ve saatte 482 kilometre hızla hareket edecek. Bu lav birisine çarparsa saniyeler içerisinde ölecektir. Genel olarak bakıldığında, piroklastik akışlar kaynağından 15 kilometreye kadar uzanabilirler, ancak teorik olarak 100 kilometreye kadar çıkmaları mümkün.Bu temelde Yellowstone Ulusal Parkı’nın uzunluğudur, bu yüzden eğer patlama doğrudan merkezde ortaya çıkarsa ve piroklastik akışlar özellikle enerjik ise ya pikolastik akıntılardan ya da çökmekte olan kaldera çatısı sebebiyle parkın büyük bölümü yok olacak. Parkta ortalama olarak yıllık ziyaretçi sayısı 3,8 milyon. Herhangi bir zamanda parkı ziyaret edenlerin sayısı 11 bin. Özellikle yaz aylarında bu rakam artıyor. Bu nedenle patlama eğer yazın gerçekleşirse, ölüm rakamları bir hayli yükselecektir. Piroklastik akıntılar ve küller çökeldiklerinde ve soğurken zararsız görünebilirler ama gerçekte zararlıdırlar. Özellikle herhangi bir yamaçta, patlamadan sonra çok fazla yağmur yağarsa, bunlar çamurla karışabilir ve lahar olarak adlandırılan hızlı hareket eden çimento benzeri bulamaçlara dönüşebilir. Bunlardan birine sıkışılması halinde ölüm kaçınılmazdır. Bununla birlikte, püskürmenin en tehlikeli yönü, hem yerel hem de küresel olarak kül serpintisidir. Havalanan bu küller akciğerlerinizi yumuşatır ve camsı bir çimento oluşturur. Aynı zamanda sudan yaklaşık altı kat daha yoğundurlar, bu da birçok mimari yapının çatıları üzerinde biriktikçe ağırlık altında yapıların çökeceğini gösteriyor. Birkaç santimetre ıslak kül bile binaların çökmesine sebep olacaktır.
Yollar ve kanalizasyon sistemleri tıkanır ve parçalanır, su kaynakları kirlenir ve elektrik şebekeleri yok olur. Milyonlarca ev yaşanmaz hale gelebilir. Bu anlamda Montana, Idaho ve Wyoming’e sığınanlar en yüksek zarar riski altında olacaklardır. Patlamanın etrafında yaklaşık 80 kilometrelik bir alan, sadece birkaç gün içinde 3 metre külle kaplanacaktır. Simülasyonlar aynı zamanda, bir süper kaynağın Salt Lake City ve çevresini bir metre külün altına gömebileceğini de göstermiştir.Güçlü hakim rüzgarlar varsayarsak, Denver yaklaşık 30 santimetre külle kaplanırken, Calgary yaklaşık 10 santimetre külle kaplanacaktır. Federal Acil Durum Yönetimi Ajansı (FEMA), tarafından aylar hatta yıllar boyunca temizleme / yeniden sürecinin devam edecektir. San Francisco, Los Angeles, Seattle, Minneapolis ve Chicago’da kül kalınlığı yaklaşık 3 santimetre olacaktır. Küller birkaç gün içinde Miami, New York ve Toronto’ya kadar gidebilirler. Tüm bu küller araçların parçalanmasına ve suyun kullanılamaz hale gelmesine neden olacak kadar.Birkaç hafta boyunca ABD’ye uçuşlar yapılamayacak. On milyonlarca insan bulundukları bölgelerden tahliye edilecekler. Ölüm oranının bu aşamada tahmin edilmesi ise oldukça zor.
Bu yaşanacak olanlar ABD için oldukça kötü. Ancak yaşanacaklar sadece bununla da sınırlı değil. Külün stratosfer içerisine enjeksiyonu, gezegenin geneli olmasa bile gökyüzünde kararmaya ve bölgesel soğumaya sebep olacaktır. Eğer erüpsiyon özellikle sülfür bakımından zenginse –ki bu verimli bir güneş ışığı engelleyicisidir – daha sonra sıcaklıklar birkaç sene kadar düşecek ve önümüzdeki birkaç yılın yaz mevsimi soğuk geçecektir. Musonların yolları ve zamanlamaları değişecek. Tropikal döngü oluşumu bir süreliğine çok daha öngörülemez hale gelecek ve su kaynaklı hastalıkların yayılması çoğalarak oldukça düzensiz bir hal alacak.
Tarımda gıda maddeleri ciddi oranda bozulacak. Bu durum ciddi bir ekonomik etkiyi de beraberinde getirecek. ABD genelinde ekonominin bu patlamadan alacağı zararın boyutu 3 trilyon dolar olarak hesaplanıyor.
Yellowstone’un patlaması elbette dünyanın sonunu getirmeyecek. Ancak başta ABD olmak üzere tüm dünya bu patlamadan ciddi boyutlarda etkilenecek. Ancak uzmanlar bu patlamanın yakın gelecekte gerçekleşme ihtimalini düşük olarak görüyor.
Kaynak: http://www.iflscience.com/environment/this-is-what-would-happen-to-the-world-if-the-yellowstone-supervolcano-erupted-today/all/

Advertisement
Click to comment

Leave a Reply

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Bilim

Hastalığın önlenmesine yardımcı olabilecek sakız benzeri robotlar

Published

on

İnsan dokularında, fiziksel fonksiyonların gerçekleşmesini etkileyen çeşitli mekaniksel uyarıcılar yer alır. Örneğin; organlarımızı yaralanmalardan korurlar. Vivo ve Vitroda canlı doku uyarıcılarının kontrollu aplikasyonları ,hastalığa neden olan koşulları araştırmak için kullanılan aletler olduğu kanıtlanmıştır. EPFL (Ecole Poltechnique Federale de Lausanne) de, Selman Sakar’ın araştırma grubu, hücreleri ve mikrodokuları mekanik olarak uyarabilen mikromakinalar geliştirdiler. Hücre ölçekli yapay kaslardan güç alan bu makinalar, fizyolojik şartlar altında karmaşık işletme görevlerini mikroskopik ölçekte gerçekleştirir. Bu makinalar lazer ışınları tarafından kablosuz olarak aktive edilen soft robotik ve mikroişleticilerden oluşurlar. Ayrıca mikroakışkan cipleri içeren bu makinalar, yüksek çıktılı kimyasal madde ve çeşitli biolojik örnekleri içeren bileşimsel testleri gerçekleştirmek için kullanılabilirler. Bu araştırma Lab on a Chip ‘te yayınlanmıştır.
Lego Gibi
Bilim insanları hareketli lokomotor sistemini gözlemledikten sonra ortaya bir fikir attılar. Sakar ‘’ Biz, uyumlu mekanizmaların bozulması ve dağınık işletimcilerın kasılmasından güç alan bir modüler sistem yapmak istedik.’’ dedi. Onların sistemlerine uyumlu bir iskelet oluşturmak için bir çeşit hidrojelden oluşan elemanlar bütününü – lego parçalarıymış gibi – içerir. Bunun yanında, mikroişletimci ve iskelet arasında lif gibi polimer bağlarıda vardır. Bilim adamları karmaşık micromakinaların dizilişlerini, bu parçaları ve işleticileri farklı yollarla bağlamakla oluşturabilirler. Araştırmanın baş yazarı Berna Özkale ‘’ Bizim soft işleticilerimiz yakın kızılötesi ışınlar tarafından aktivite edildigi zaman hızlı ve etkili birşekilde kasılır. Bütün nano ölçekli işleticiler ağı kasıldığı zaman bu ağ etrafındakı mekanizmanın parçalarını kuvvetle çeker ve makinaya güç verir.’’ yorumlarını yaptı. Bu metodla, bilim insanları belirlenmiş bölgelerde çoklu mikroişleticileri uzaktan aktive edebilirler ve bu metod olağanüstü sonuçlar veren usta bir yaklaşımdır. Mikroişleticiler büyük gerilme ile mili saniyede herbirinin kasılma-rahatlama devrini tamamlarlar. Temel araştırmalardaki yararlarının yanında, bu teknoloji pratik aplikasyonları da bize sağlar. Örneğin; doktorlar bu mekanizmaları minik medikal implantları mekaniksel uyarıcı dokular için kullanabilecekler.
Editör / Yazar: Hatice ADLİ
Kaynak: https://www.sciencedaily.com/releases/2019/02/190208082155.htm

Continue Reading

Bilim

Araştırmacılar beynin ruh halini değiştiren kısmını sıfırlıyor

Published

on

Sessiz yığına yerleştirilen sismik sensörler gibi, 44 yaşındaki kadının beyninin dış katmanına yüzlerce küçük elektrot yerleştirildi. Her biri bir susam tanesinden biraz daha büyük olan bu sensörler, epileptik nöbetlerin ilk belirtilerini dinlemek için kadının kafatasının altına implante edilmişti. Elektrotlar araştırmacılara hastanın beynine eşi benzeri görülmemiş bir erişim sağladı. Kadının da onayıyla, San Fransisco Kaliforniya Üniversitesi’ndeki bilim insanları bu elektrotları dinlemekten daha fazlasını yapmak için kullanmaya başladılar, kadının beyninin farklı kısımlarında küçük elektriksel depremler tetiklediler. Elektrik darbelerinin çoğu hasta tarafından tamamıyla fark edilmedi. Lâkin araştırmacılar sonunda aradıkları etkiyi tam olarak gözlerin arkasındaki beyin bölgesini hedef alarak buldular.  Kadına ne hissettiklerini sordular ve o da “Sinirlerimde sakinleşme” diyerek yanıtladı. Aynı noktayı başka katılımcıların beyinlerinde zaplamak aynı tepkileri ortaya çıkardı. 53 yaşındaki bir kadın “Pozitif, sakin hissediyorum.” dedi. 60 yaşındaki bir adam süreci “Biraz daha canlı, biraz daha enerjik hissetmeye başlıyorsun.” diyerek tarif etti. Kaliforniya Üniversitesi’nden sinirbilimci Kristin Sellers beynin o tek parçasının uyarılmasıyla, “Katılımcılar biraz daha dik oturdu ve biraz daha dikkatli göründü” diyor.Ruh Hali Değiştirici: Beynin belirli bölgelerindeki sinirsel aktivite (parlak renkli teller bu gölgelerden çıkan bağlantıları gösterir) ruh halini çözmek için ölçülebilir.  Current Biology’nin 17 Aralık’ta anlattığı hafif sinirsel sarsıntılara yanıt olarak böylesi olumlu ruh hali değişiklikleri araştırmacıları cüretkâr bir hedefe doğru itiyor:  Ciddi oranda depresyona maruz kalmış insanların beyinlerinin içine, ortaya çıkması yakın olan bir nöbeti tespit edip onu zaplayacak bir cihaz implante etmek. Kulağa erişilmesi güç geliyor ki öyle de. Charleston’daki Güney Karolina Tıp Üniversitesi’nde bir psikiyatrist ve sinirbilimci olan Mark George projenin “Temel, öncü, sinirbilimi keşfi” olduğunu söylüyor. George 30 yıldır depresyon üzerine çalışıyor. “Ay’ a bir uzay aracı göndermek gibi”. Yine de, son birkaç yılda, bilim insanlarından oluşan ekipler hem düşük bir ruh haliyle gelen sinirsel işaretleri belirlemehem de bir insanın duygularını değiştirme kabiliyetleri konusunda şaşırtıcı oranda ilerleme kaydetti. Güçlü hesaplama yöntemleriyle, bilim insanları son zamanlarda depresyona maruz kalmış beyinlerin bazı kilit özelliklerini sıfırladılar. Bu işaretler, gözlerin hemen arkasında ve biraz yukarısında olan gibi kesin noktalarda belirli türdeki beyin dalgalarını içerir. Diğer araştırmacılar ise depresyonun altında yatan hatalı beyin aktivitesini nasıl düzeltecekleri konusuna odaklandılar. Hem beynin dilini öğrenebilen hem de sonrasında hikaye karardığında senaryoya ince ayar yapabilen küçük, implante edilebilir bir cihaz çok önemli bir klinik araç olacaktır. Şiddetli depresyon teşhisi olan 16,2 milyon ABD’li yetişkinden yaklaşık üçte biri geleneksel tedavilere cevap vermiyor. Kaliforniya Üniversitesi projesinde Sellers ile çalışan nörolog Vikram Rao bu konu hakkında“Bu çok engelleyici ve muhtemelen tanı konmamış, az dikkat edilmiş bir hastalığa sahip çok sayıda insan demek” diyor.
BİR DEVRE HASTALIĞI Onlarca yıl önce George depresyon üzerine çalışmaya başladığında, alan hala hastalığı kötü ebeveynlik ve bastırılmış öfke üzerinden suçlayan Sigmund Freud tarafından büyüleniyordu. Kısa bir süre sonra ise beynin kendini düzeltmesi için doğru kimyasal sinyalin sadece bir çizgisine ihtiyaç duyduğunu belirten kimyasal dengesizlik kavramı çıktı.George buna “Bu ’Beyin çorbadır’ modeliydi” diyor. Serotonin gibi çok önemli bileşenlerin daha fazlası atılırsa reçete sadece hikâye anlatır. Yine George “Artık çok farklı bir bakış açımız var” diyor. Beyin görüntüleme alanındaki gelişmeler sayesinde bilim insanları, önemli beyin bölgeleri arasındaki değişmiş bağlantılar bir insanı depresyona sokabildiğinden depresyonu nöral devrelerdeki bir bozukluk olarak görüyor. George “Depresyonun yol haritasını çıkarmaya başladık” diyor. Depresyon bir bozukluktur, fakat duygulara sıkı sıkıya bağlı bir bozukluktur. Zira duyguların beynin çoğunu kapsadığı ortaya çıktı. Bilişsel nörobilimci Kevin LaBar duyguların beyinde düşündüğümüzden daha çok yayılmış olduğunu söylüyor. Duke Üniversitesi’ndeki çalışma arkadaşlarıyla beraber LaBar, insanlar bu duyguları hissederken, beyin içindeki belirli duyguların işaretlerini yakalayabilmek için fonksiyonel emar taramalarını kullandı. Duyguyu kasvetli şarkı ve filmler ile dürterek üzüntünün geniş sinirsel sistemini buldu. San Fransisco Kaliforniya Üniversitesi’ndeki araştırmacıların test ettiği bazı elektrik dizileri beynin yüzeyinde (üstteki) duruyor, diğerleri ise (alttaki) beyin dokusuna derinlemesine nüfuz eder.
Fonksiyonel emar araştırmacıların çalışan bir beynin kapsamlı olarak görmelerini sağlıyor, fakat bu geniş görüntü karşılık olarak çok düşük çözünürlükte geliyor. Ve çözünürlük de tam olarak beyin aktivitesini hassas ve hızlı bir şekilde algılamak ve değiştirmek için gerekli olan şeydir. San Fransisco Üniversitesi projesinde kullanılan elektrotlar gibi elektrotları implante etmek, seçilmiş beyin bölgelerine daha ayrıntılı bir görünüm sağlar. Epilepsi tedavisi gören insanlardan alınan bu detaylı kayıtlar, nöral mühendis Maryam Shanechi’nin beynin duygularını kesin olarak çözmesini sağlayan şeylerdi. Hastanede yedi hasta beyin aktivitelerini izleyen elektrotlar ile zaman geçirdikçe duyguları doğal olarak değişti. Katılımcılar sıklıkla bir tablet bilgisayarda ruh haliyle ilgili soruları yanıtlayacaklardı, böylece araştırmacılar hastaların duyguları değiştiğinde ölçebileceklerdi. Akabinde Los Angeles’taki Güney Kaliforniya Üniversitesi’nden Shanechi ve çalışma arkadaşları beyin aktivite verilerini ruh halleriyle eşleştirdi. Görev çok da kolay değildi. İmplante edilmiş elektrotlar, çoğun kişinin ruh haliyle alakasız muazzam bir veri yığını kaydetti. Shanechi ve çalışma arkadaşları, tüm bu verileri, her bir kişi için birkaç önemli öngörücü beyin bölgesine ayrıştırmak için bir algoritma geliştirdi. Sonuçta ortaya çıkan kod çözücü, Doğa Biyoteknoloji dergisinin Ekim ayı sayısında yer alan bir ekibin raporuna göre, bir kişinin sadece beyin aktivitesine dayanarak hangi ruh hali içerisinde olduğunu anlayabiliyordu. Shanechi “Her bir bireyde, ruh hallerinin gerçek zamanlı olarak nasıl değiştiğini gösterebiliriz.” diyor. Epilepsi hastalarının beyinlerinin duyguları farklı şekilde ele alabileceği muhtemeldir, fakat araştırmacılar hâlen sonuçların daha genel bir şekilde geçerli olacağını düşünüyor. Test edilen yedi kişide, her beynin ruh halini öngören sıcak noktaları vardı. Fakat, aynı zamanda benzerlikler de vardı. Dört hastada, en öngörücü bölge orbitofrontal korteksti ki bu Kaliforniya Üniversitesi bilim insanlarının ruh halini güçlendirmek için uyardığı, gözlerin hemen arkasında olan bölgeydi. Shanechi “Heyecanlandık çünkü bu sonuçlara bağımsız bir şekilde ulaştık,” diyor. “Hepsi orbifrontal korteksin önemli rolünü işaret ediyor gibi gözüküyor.”RUH HALLERİNİ OKUMAK: Beyin aktivitelerini izleyen elektrotlardan gelen veriler araştırmacıların zamanla yedi kişinin (her bir simge bir kişiyi temsil ediyor) ruh hallerini öngörmelerine yardımcı oldu. Bir simge köşegen çizgiye ne kadar yakın olursa, öngörü de özbildirilen ruh haliyle o kadar iyi eşleşir.
RUH HALİ ÖNGÖRÜMÜ VE ÖZBİLDİRİM KARŞILAŞTIRMASI Kaynak: O.G. Sani ve arkadaşları/Doğa Biyoteknoloji 2018
Beyin bölgeleri arasında, en iyi iletişimci orbifrontal korteks olabilir. Birçoğu ruh hali için önemli olabilecek çeşitli beyin sistemlerine bağlantıları vardır. “Bunun ille de uyarılacak en iyi yer olduğunu söylemiyoruz, lâkin kesinlikle bu ağa bağlanmanın bir yolu,” diyor Sellers. “Bu yolda devam ederken, karşımıza farklı birden fazla rampa çıkabilir.”
Kaliforniforniya Üniversitesi’nde beyin cerrahı Edward Chang ve psikiyatrist Vikaas Sohal öncülüğünde yapılan diğer çalışmalarda, depresyonun da dahil olduğu düşünülen farklı değişimler keşfetti: Hipokampus ile amigdala arasında mesaj taşıyan beyin dalgaları. Sohal, bu iki beyin yapısının sessiz olma eğiliminde olup, sonrasında bir sürü kısa süreli faaliyet patlamalarına sahip olduğunu söylüyor. Araştırmacılar 29 Kasım’da Cell dergisinde, 21 epilepsili hastanın 13’ü için bu patlamaların düşük ruh haline işaret ettiğini belirtti.
Shanechi, bu araştırmaların beyin depresyon haritasına mükemmel detaylar kattığını ancak bu depresyon işaretlerinin tek başlarına yeterli olmadığını söylüyor. “Diyelim ki birinin ruh halini mükemmel bir şekilde tanıyorum, fakat ruh halini değiştirmek için hala beynini nasıl uyaracağımı bilmiyorum” diyor. ELEKTRİKSEL DÜRTME: Doktorlar ve bilim insanları yıllardır beyinleri depresyondan uyandırmak için elektrik kullanıyorlar. İlk olarak 1930’larda kullanılan elektrokonvülsif tedavi, 1950’lerde yaygın bir depresyon tedavisi haline geldi. Beyni nöbetleri tetikleyerek bir şekilde sıfırlayan tedavinin günümüz şekli, şiddetli depresyonları diğer müdahalelere cevap vermeyen insanlar için hala en etkili tedavilerden biridir.Depresyon için kullanılan diğer beyin uyarım yöntemleri, kafa derisinin yüzeyinde duran elektrotlara dayalı transkraniyal doğru akım uyarımını (tDCS) içerir. Halen çalışılıyor olsa da, tDCS ruh hallerini yükseltmek veya zihinlerini güçlendirmek isteyen bilgisayar korsanları arasında bir favoridir. Parkinson hastalığının bazı semptomlarını azaltan derin beyin uyarımı bile denendi. Ancak teknik, cerrahlık gerektiriyor ve implante edilmiş uyarıcıların da manuel olarak ayarlanması gerekiyor.
ESKİ VE YENİ: Farklı uyarım yöntemleri beyine çeşitli oranda elektrik akımları dağıtır. En eski olan elektrokonvülsif terapi, alternatif akım uyarımı gibi diğer yöntemlerle karşılaştırıldığında en fazla akımı zerk edendir. YILLARA GÖRE DEPRESYON İÇİN ELEKTRİK DAĞITIMI TABLOSU  Derin beyin uyarımı ile depresyonu tedavi etmeye yönelik ilk klinik girişimler, tabiri caizse kaba kuvvet uyarımı idi. George “Kabloyu taktık ve onu her zaman yüksek frekansta çalıştırdık” diyor. Bu sabit, tam patlama uyarımı, karışık sonuçlarla beraber bir çeşit tutuk sinyal oluşturdu. Bazı insanlara olağanüstü biçimde yardımı oldu, bazılarına da olmadı. Bir avuç insanda depresyonun kaldırılmasındaki birazcık başarıdan sonra, 2017’de Lancet Psikiyatrisi’nde bildirilmiş daha büyük bir klinik çalışma olumlu hiçbir etki göstermedi. Deyin beyin uyarımını inceleyen bazı araştırmacılar, çalışmanın kusurlu olduğunu savundu. Boston’daki Massachusetts General Hospital’da psikiyatrist olan ve yeni uyarım yöntemleri üzerinde çalışan Darin Dougherty “’Şunu tak, bunu çalıştır ve öylece bırak’ yaklaşımından ziyade daha akıl dolu bir yaklaşıma ihtiyacımız var” diyor. Hastanın ihtiyaçlarına bağlı olarak davranışını değiştirebilen bir sistem, onun deyimiyle “sistemi gerçek zamanlı olarak işleterek ve yönlendirerek”, en nihayetinde daha iyi kontrol seviyelerine olanak tanır. Dougherty’nin iş arkadaşı Alik Widge yönlendirme üzerine çalışıyor. O ve meslektaşları, bu karmaşık beyin devrelerini ustalıkla işletmek için doğru zamanda, doğru noktaya, nasıl doğru oranda elektriksel ilaç enjekte edilir konusunda çalışıyor. Widge, epilepsisi olan insanlarda yapılan yayımlanmamış çalışmalarda, kendisinin, Dougherty’nin ve meslektaşlarının beyinleri sinirsel durumlarını ve bunun sonucunda insanların davranışlarını biraz değiştirecek şekilde uyarabilmiş olduklarını söylüyor.  Nöbetlerin nerede başladığını belirlemek için, San Fransisco Kaliforniya Üniversitesi’ndeki cerrahlar epilepsili bir kişinin beyninin içine ve üzerine elektrotlar yerleştiriyor. Bu elektrotlardan elde edilen veriler, ayrıyeten, beynin ruh hallerini nasıl yarattığını ortaya çıkarmada yardımcı olabilir.
Savunma Bakanlığı Araştırma Ajansı (DARPA), bu projeyi finanse ediyor ve Los Angeles Kaliforniya Üniversitesi’nde hedeflenen beyin uyarımı üzerine çalışıyor. Şimdi beşinci ve son yılında olan SUBNETS adlı proje; majör depresyon, travma sonrası stres, anksiyete ve diğer psikiyatrik sorunları olan gazilere yardım etmeyi amaçlıyor. DARPA Biyolojik Teknolojiler Ofisi direktörü Justin Sanchez 30 Kasım’da yaptığı açıklamada, “Hastaların neden kendilerini nasıl hissettiklerini bilmemeleri ve düzeltememeleri son derece sinir bozucu” dedi ve “Onlara ve ailelerine daha iyi seçenekler borçluyuz” dedi. Öncelikle San Fransisco Kaliforniya Üniversitesi ve Massachusetts General Hospital’da geliştirilen bu yeni nesil sistemler en sonunda teslim edilebilir. Başgösteren bir soruna işaret eden değişmiş beyin aktivitesini tespit ettikten sonra, kapalı devre uyarıcılar olarak adlandırılan bu cihazlar, mucitlerinin umduğu olan cerrahi hassasiyetle elektriksel olarak müdahale eder. San Fransisco Kaliforniya Üniversitesi grubunun aksine, Minneapolis’teki Minnesota Üniversitesi’nde bulunan Widge ve çalışma ortakları açıkça ruh haline odaklanmıyor.  Araştırmacılar, kesin olamayacaklarını iddia ettikleri depresyon gibi kategorik tanılardan uzak durmak istiyorlar. Zira majör depresyon herkes için aynı hastalık değildir. Sonuçları ve semptomları insandan insana büyük oranda değişebilir. İnsanları tanıya göre ayırmak yerine, Widge ve ekibi bilişsel esneklik (stratejileri hızlı bir şekilde değiştirme yeteneği) ve duygusal düzenleme gibi laboratuar ortamında ölçülebilecek özelliklere dahil olan beyin devrelerinin peşinden gidiyor. Araştırmacılar, daha sonra bu beyin özelliklerinin en nihayetinde belirli beyin bozukluklarına bağlanabileceğini düşünüyor. Denemelerine, Widge, Dougherty ve meslektaşları, San Fransisco Kaliforniya Üniversitesi’ndeki denemelerinde olanlar gibi epilepsi tedavisi için önceden elektrotları yerleştirilmiş olan insanları kabul ettiler. Belirli noktalara gönderilen bazı uyarım türleri, katılımcıların bilgisayar görevlerinde belirli bir şekilde davranma olasılıklarını biraz daha artırdı, “biraz” kelimesine yaparak Widge dikkatli olarak “Karşılaştığımız en büyüleyici şeylerden biri, beynin bu konuda gerçekten oldukça sert tavanlara sahip olması” diyor. “Birini yüzde 5 veya yüzde 10 oranında taşıyabilirsin ama onları tamamen değiştiremezsin”. Depresyondaki bir kişi dışarı çıkmaya, kısa bir yürüyüş yapmaya, bir kafeye gitmeye başlayabilir, ancak daha büyük bir değişim olasılığı yoktur. Bu tür bir etki, örnek olarak bir kişiyi vanilya üzerinde çikolatalı dondurmayı seçmesi için dürtebilir. Ama Widge “Eğer kabuklu yemişlerden nefret ediyorsanız sizin ceviz seçmenizi sağlamamın bir yolu yok” diyor. BEYİN AİKİDOSU: Widge tarafından yapılan hayvan deneyleri ve bilgisayar simülasyonları, sinir devrelerini dürtmek için en iyi yolları tanımlamayı amaçlar. Widge ve iş arkadaşları 5 Aralık’ta PLOS ONE dergisinde, uyarım, beynin mevcut beyin dalgalarının zamanlamasıyla beraber çalıştığında en etkili şey olabileceğini belirtti. Widge, “Bu neredeyse beyinle aikido yapmaya çalışmak gibi bir şey” diyor. “Yoğunluğun mükemmel bir şekilde dengelenmiş olduğu bu noktayı bulmaya çalışıyorsunuz, böylece yapmanız gereken tek şey biraz zorlamak oluyor”. Widge, doğru dürtüyü doğru zamanda doğru noktaya gönderin ve umun ki “tüm her şeyin tam olarak istediğiniz yönde gelişsin”. Shanechi’nin grubu ise beynin en iyi şekilde nasıl uyarılacağını öğrenmeye çalışıyor. Hesaplama modellerini kullanarak, kendisi ve meslektaşları yakın zamanda belirli türdeki uyarımların depresyonla ilişkili beyin aktivitesini, ilgili devre davranışını sağlıklı bir aralıkta sıkı tutarak, kontrollü bir şekilde nasıl değiştireceğini tahmin etti. Shanechi, Nöral Mühendislik Dergisi Aralık ayı sayısında yayımlanan matematiksel tahminleri elektrot implante edilmiş insanlarda deniyordu. Modellerinin işaret ettiği ve etkilerini izlediği elektriksel uyarımlar iletiyor. Araştırmacılar, sinirsel aktiviteyi izleyebilen ve değiştirebilen bu şematik gibi bir beyin implantı oluşturmak istiyor. Beyin yüzeyine oturtulan (beyaz çerçeveli dikdörtgen) ve daha derinlere nüfuz eden (altı tanesi gösterilen) elektrot dizileri, ruh hali, bağımlılık veya diğer süreçlerde yer alan beyin bölgelerine erişim izni verebilir.
Uyarımın en iyi şekilde nasıl yapılacağına dair ipuçları, 44 yaşındaki kadının uyarım sırasındaki sakin ruh halini tanımlayan Current Biology’deki çalışmadan da ortaya çıktı. Araştırmacılar, orbifrontal kortekste tekil ve sürekli elektriksel uyarımın sinir dokusunun hem yakınında hem uzağında farklı etkilere sahip olduğunu buldu. Bu türde bir sinir tesisatçılığı, elektrik akımının belirli çeşitlerini ve seviyelerini gönderen ve sinyallerin nasıl geri döndüğünü gören, kapalı devre uyarım sistemlerinin geliştirilmesinin önemli bir parçasıdır. GELECEK ŞİMDİ DEĞİL: Beyine yerleşen ve duyguları etkileme gücüne sahip bir cihazla, birinin günlük yaşamını sürdürmesi rahatsız edici görünebilir. Fakat araştırmacılar ilaç, egzersiz ve alkol gibi birçok şeyin ruh halimizi değiştirdiğine parmak basıyor. Neredeyse Birleşik Devletler nüfusunun %13’ünün kullandığı antidepresanları unutmayın. George, “Ruh halimizi değiştirmek ve duygularımızı düzeltmek için bir hap almak dışında bir şey düşünmüyoruz” diyor. “Bunların bir cihazdan çok da farklı olduğunu düşünmüyorum”. Tabii ki bu cihaz henüz yok. Bilim insanları halen nereye ve nasıl uyarım yapacakları konusunda net değil, veriler muhtemelen herkesçe farklı cevapları olan soruları öne sürüyor. Ve protokoller açık olsa bile, işi yapacak donanım hala hazır değil. Son zamanlarda yapılan ruh hali değiştirme çalışmalarında, insanların kafataslarından çıkan teller, mobilitesi olmayan büyük harici bilgisayarlara bağlandı. Başarı için donanımın tümünün kafatasının altına yerleştirilmesi gerekir, burada yıldırım hızıyla değerlendirmeler yapar ve gerektiğinde sinirsel davranışların nasıl ayarlanacağını çözer. Widge, bu hedefin çok yol alacağını söylüyor. Elektrotlar, işlemci ve güç kaynağı dahil bütün sistemin karmaşık algoritmaları kullanacak kadar çevik, canlı bir kişinin içinde kalıcı olarak durabilecek kadar dayanıklı ve sık sık pil değiştirme ihtiyacını önleyecek kadar güçlü olması gerekir. Araştırmacılar bir gün böyle bir cihazı, ve onu kontrol eden teorileri, depresyondan başka sorunlar için kullanacaklarını hayal ediyorlar. “Eğer ruh hali için işe yarıyorsa, o zaman neden bağımlılık gibi diğer sorunlar için kullanmayasın?” diye soruyor, opioid eksikliğini algılayabilen ve anında karşı koyabilen bir implantın hayalini kuran George. Aslında, Widge, Dougherty ve iş arkadaşlarının etkilemeye çalıştığı bazı beyin devreleri, yeni deneyimler arayan bir insanın yeğ tuttuğu bölgede bulunur (predileksiyon bölgesi). Ve yenilik arayışı olarak adlandırılan bu özellik, uyuşturucu kullanımıyla yakından ilgilidir. Bu belirli beyin devre karmaşasını izleyebilme ve kontrol edebilme yeteneği en nihayetinde George’un hayallerinin aygıtına yol açabilir. Uzmanlar, şimdilik olasılıkların çok açık olduğunu söylüyor. Gelecekte, bilim insanlarının beyine dokunma ve onu tam anlamıyla etkileme yeteneğini kazanma ihtimali hatrı sayılır düzeyde. Ne de olsa, beyin belki de vücudun herhangi bir bölümünden daha fazlası olarak, sürekli değişim için tasarlanmıştır.Widge “Evrim, bize kendisini tamamen değiştirebilen bir beyin vererek milyarlarca yıl harcadı” diyor. Beyin kendisini depresif bir duruma sokabilir, ancak aynı zamanda kendisini buru durumların birinden çıkarta da bilir. “Düzeneğin hepsi orada” diyor Widge, “Sadece onu nasıl çalıştırabileceğimizi bulmamız gerekiyor”.
Çeviri: Buğrahan Duymaz
Kaynak: https://www.sciencenews.org/article/brain-electric-implants-treat-depression-closer-reality?tgt=nr

Continue Reading

Bilim

Neden uyuruz?

Published

on

Bazıları sekiz saate ihtiyaç duyarken bazılarına dört saat yetiyor. Ama herkesin nefes almak ve yemek gibi uykuya da ihtiyacı var. Fakat bilim insanları bunun nedenini hâlâ çözebilmiş değil. Bu konuda ilginç teoriler ve ipuçları var. İpuçlarından en belirgin olanı, yeterince uyuduğumuzda kendimizi iyi, mahrum kaldığımızda ise çok daha kötü hissetmemiz. Birkaç günlük mahrumiyetin ardından uyku ihtiyacı öylesine ağır basar ki hiçbir şey uyanık kalmamızı sağlayamaz. Yapılan deneylerde bu haldeki insanların aşırı yüksek müzikte, ayakta, hatta tekmelenirken bile uyuduğuna tanık olunmuştur. Birkaç günlük uykusuzluk hali insanda kafa karışıklığı, unutkanlık ve halüsinasyona neden olur. (En uzun süreli uyanık kalma rekoru 11 gündür.) Fakat yorulduğumuz için uyuduğumuzu söylemek acıktığımız için yemek yediğimizi söylemek gibi olur; uyuma nedenimiz budur, ama neden uykuya ihtiyaç duyduğumuz sorusunun yanıtı değildir bu.
Bellek yardımı
Son yıllarda ortaya çıkan bir teoriye göre uyku, yeni bellek oluşumunda ve pekiştirilmesinde önemli rol oynar. Hafıza sistemimiz psikolojik gizemini korurken, birçok araştırma uykunun perde arkasında bakım ve muhafaza işlevi gördüğünü iddia ediyor. California Üniversitesi’nden Matthew Walker ve ekibi, deneklere bilgisayarda sırasıyla çeşitli şekiller gösteriyor. Deneklerin yarısı bu şekilleri sabah, diğer yarısı ise akşam izleyip ezberlemeye çalışıyor. Daha sonra laboratuvara dönen deneklerin sabahçı olanları tüm gün boyunca uyanık kaldıktan sonra, akşamcı olanlar ise gece uyuduktan sonra hafıza testine tabi tutuluyor. Uyumuş olanların şekillerin sıralamasını çok daha iyi hatırladığı ortaya çıkıyor. Gün içindeki kısa uykuların da hafızayı güçlendirdiği düşünülüyor. Bazı araştırmacılar uykunun tazeleme ve yeniden düzenleme yoluyla belleğimize yardımcı olduğunu ifade ediyor. Sıçanlara labirent içinde yol bulma eğitimi verilerken beyinlerinde gerçekleşen aktivite biçiminin gece uyku sırasında da tekrarlandığı görüldü. Buradan, gündüz edinilen tecrübenin uyku sırasında da tekrarlandığı sonucuna varıldı. Dinlenmek ayrıca kötü deneyimlerin etkisinin azaltılmasına da yardımcı oluyor. Walker’in araştırmasında, kötü ve travmatik olayların yarattığı olumsuzluklarla beynin uyku sırasında baş etmeye çalıştığı da iddia ediliyordu.
Rüya alemi Burada rüya olgusu da devreye giriyor. Belleğimizin uyku sırasında yaşadığı çılgın maceralar olarak ifade edebileceğimiz rüyaların, belleğin tazeliğini korumak için rastgele harekete geçmesi ve yaşanan olaylar arasında bağlantı kurma çabasının ürünü olduğu sanılıyor. Uyku mahrumiyetinin halüsinasyona yol açmasının nedeni de bu olabilir. Uyku yoluyla belleğimizi yeniden düzenleme fırsatından mahrum bırakıldığımızda rüyalar davetsiz bir şekilde uyanık dünyamıza girerek gerçek olanla olmayanı birbirinden ayırmamızı zorlaştırıyor. Bütün bunlar aslında bazı verilere dayanan spekülasyonlar. Beynimize çeki düzen vermenin yanı sıra, vücudumuz uykuyu hasarlı hücrelerin onarımı gibi bazı düzenleme ve idare işlerini yapma fırsatı olarak da değerlendiriyor olabilir. Bazı bilim insanları ise uykunun düzen ve onarım amaçlı olmadığını savunuyor. “Neden uyuyoruz?” sorusu yerine “Neden uyanığız?” sorusunun sorulması gerektiğini belirtiyorlar. Sıcak, güvende ve tok haldeyken, yani temel ihtiyaçlar giderilmişken etrafta dolaşmanın ve uyanık kalmanın enerji israfı olduğunu ifade ediyorlar. Net olan şey, uykunun akıl ve beden sağlığı için gerekli olması. Herkesin ihtiyacı farklılık gösterse de ortalama 7 saat uyumak gerekiyor. Daha az uyuyanların kalp hastalıkları gibi bazı hastalıklara daha açık hale gelme riskinin yanı sıra yaşam sürelerinin de kısaldığı düşünülüyor. Yani, bir dahaki sefere uyumak istediğinizde suçluluk duygusuna kapılmak yerine, uykunun size ne kadar iyi geleceğini düşünmek daha doğru olabilir.
Kaynak: http://www.bbc.com/future/story/20120228-why-do-we-need-to-sleep

Continue Reading

Öne Çıkanlar