Gözler olmadan görmek 

Gözler olmadan görmek eskiden yalnızca teorik olarak mümkündü. Artık tıptaki gelişmelerle pratikte de biraz yol kat edildi. Örnek bir uygulama, sinirsel olarak zarar görmüş göz fonksiyonu üzerinde durmaktan ziyade doğrudan beyin implantı ve kamera koordinasyonu ile çalışan bir biyonik gözdür. Bu biyonik gözü Eduardo Fernandez geliştirmiş, 16 yıldır kör olan bir kadın hasta üzerinde denemiş ve denemeden başarılı sonuç almıştır. Cihazın çalışması için çözümlenmesi icap eden en temel problem kamera sinyallerinin beyinde dekode edilebilecek sinyallere dönüştürülmesidir. Bu tür dönüştürmenin yapılabilmesi için de bir tür microelectrode array kullanılması gerekir. Microelectrode array nedir? Elektrofizyolojide ve biyomedikal mühendisliği literatüründe mea kısaltması ile geçen ve sinir hücrelerini elektrik devrelerine bağlayan mikro arayüzlere verilen isimdir. Bu cihazlar in vitro ve in vivo olmak üzere iki gruba ayrılırlar. Latincede "in vivo", "canlı içinde" mânâsına gelirken, "in vitro" "camın içinde" şeklinde tercüme edilebilir. in vitro tabirinin bu anlamı ile biyolojide yaygın olarak kullanılması çoğunlukla laboratuvar ortamında geliştirilen fenomenlerden söz ediliyor olmasından ötürüdür. Microelectrode arraylerde ise in vitro, canlıya implante edilemeyen arayüz grubu için kullanılan bir terim iken, in vivo implante edilebilen arayüzler sınıfıdır. Elektrotlarla üretilen elektrik sinyalleri kaydedilebileceği gibi sinir hücrelerinin stimulasyonu da sağlanabilir lakin bu kadar düşük voltajlarda sağlıklı bir kayıt ve analiz yapabilmek oldukça güçtür. İyi bir snr elde etmek için çeşitli teknolojiler geliştirilmiştir. Snr dediğimiz şey basit bir tanım ile sinyal-gürültü oranıdır. Cihaz ne kadar kaliteli ise kaydı önem arz eden sinyalin seviyesinin arka plandaki gürültü seviyesine oranı da o kadar yüksek olacaktır. Arraylerin yapıldığı pek çok farklı materyal vardır. Hdmea (high-density microelectrode array) adı verilen arraylerin snr'ları oldukça iyidir. İyi olmasının temel nedeni de metal oksit yarı-iletken (cmos) teknolojisidir zira cmos binlerce elektrodun bir mikro cihaza sığdırılabilmesine olanak tanır. Yine de bu kadar düşük voltajları güvenilir olarak kaydetmek kolay olmadığından sinyal-gürültü oranını yükseltmek için buna ek olarak amplifikatörler gereklidir. Microelectrode arraylerden utah arrayler, nörobilimde yaygın olarak in vivo kullanılmaktadır. Eduardo Fernandez'in körlüğün tedavisinde kullandığı microelectrode array de bir Utah array'dir. (bkz: https://www.technologyreview.com/2020/02/06/844908/a-new-implant-for-blind-people-jacks-directly-into-the-brain/) Söz konusu nöromühendis retinadaki sinyaller üzerinde çalışabilmek için yakın zamanda ölen insanların retinalarını ışıkla uyararak oluşan elektriksel aktiviteleri kaydetmiştir. Retinanın ölümden 7 saat sonrasına kadar canlı tutulabilmesi göz üzerindeki çalışmalar için hayati önem arz eden bir detaydır ve laboratuarın yerel hastane ile olan bağlantısı da gereken araştırmaların yapılmasını kolaylaştırmıştır. Eduardo fernandez'in ekibi retinanın elektriksel aktivitelerini görsellerle eşleştirirlerken makine öğrenmesi kullanmıştır. Böylece makine bir süre sonra hangi görselin hangi elektriksel sinyali oluşturacağını otomatik olarak öngörebilecek yeterliliğe gelmiştir lâkin bağışıklık sisteminin elektrotlara zamanla zarar veriyor olması aşılması gereken bir sorundur. Bağışıklık sistemi ile ilgili problemleri ele alan bir makaleye aşağıdan ulaşılabilir: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6187588/ Bu tür engeller aşıldığı takdirde körlüğün tedavisi bambaşka bir boyut kazanacaktır.