(Bu yazı GENÇ İVEK SAĞLIK BİLİM VE TEKNOLOJİLERİ DERGİSİ’nin 7. sayısında yayımlanmıştır.)
ZEYNEP GÜVEN
Bursa Uludağ Üniversitesi
Biyoloji Bölümü-Lisans Öğrencisi
Yapay zeka ile entegre deriye kolayca takılıp çıkarılabilen bir biyosensör ya da mikroçip ile vucut sıvıları, kan değerleri, kalp ve kan basıncının her an kontrol edilimesi olası bir çok hastalığın erken tedavisini mümkün kılıp kişinin hayatını kurtarırken ulusların sağlık harcamalarında önemli bir tasarruf yolu açabilir.
Teknolojinin baş döndürücü hızı hayatımızın her alanında kendini hissettiriyor. Bu hızdan nasibini en çok alanlardan biri de şüphesiz sağlık teknolojileri. Özellikle fizik ve kimya gibi temel bilimlerdeki moleküler ve kuantum düzeyindeki yeni araştımalar yaşam bilimi biyolojinin hücresel çalışmaları ile birleşip yeni sistemlerin geliştirilmesine olanak sağlıyor.
Hastalıkla ilgili bir genin ve gendeki bir mutasyonun, fizyolojik etkisinin saptanması ve hücreler arası etkileşimde oynadığı rolün tanımlanmasıyla birlikte, yeni müdahale olanakları doğmaktadır. Kişinin genetik yapısının biyokimyasal yöntemler ve bilgisayar uygulamalarıyla ortaya çıkartılması ve olması gerekenle karşılaştırılması da uygun tedavi biçiminin geliştirilmesini sağlar. Moleküler biyoloji bilgimiz derinleştikçe tıbbi tanı yöntemleri de artık birçok hastalığı, hastalığa yatkınlığı ve genetik bileşenleri daha önceden belirleyebilen, daha etkin, güvenli ve az maliyetli yöntemler olmuştur.
Bu yöntemlerden en bilinenleri biyosensör ve mikroçip teknolojileridir. Söz konusu insan sağlığı olunca başta kronik hastalıklar, diyabet , enfeksiyon hastalıkları, kanser gibi sinsi ilerleyen hastalıklar olmak üzere birçok hastalıkta da erken teşhis hayati önem taşımaktadır. Ancak çoğu zaman vücutta gelişen bozukluklar yeteri kadar ilerlemeden farkedilmez, farkettiğimizde ise çok geç olabilir. Bu durumda bizi her an takip edip tehlikeleri haber verebilme potansiyeli olan biyosensorler, biyoçipler ve yapay zekanın gücüne başvurabiliriz.
Bütün canlıların vucutlarında kendilerine özgü algılama mekanizmaları vardır. Bunlara ışık algılayan fotoreseptörler, düşük ve yüksek çevre ısısını haber veren termoreseptörleri örnek verebiliriz. Vücuda yabancı bir madde girdiğinde tepki veren immün sistemi de duyu sistemi olarak kabul edebiliriz. Duyu sistemi canlının iç düzen dengesinin korunması ve onu hayatta tutmak için her an sinyal üretir. Bu sinyaller beyne iletilmek üzere kemoreseptörler ile biyokimyasal reaksiyona çevrilir. Yani insan vucudu her an yüzlerce elektrokimyasal ve biyokimyasal tepkimelerin sinyaliyle canlı ve sağlıklı tutulur.
Doğada bulunan tüm canlıların çevreyi “hızla algılama ve adapte olma mekanizmaları” biyoçiplerin ve biyosensörlerin geliştirilmesi ve kullanımı için model oluşturmuştur. Klasik elektrokimya ile sadece anyon ve katyonları belirleyen sensörler hazırlanabilirken sisteme biyomateryalin de (enzim, protein, hormon lipit vs) katılması ile diğer birçok maddenin tayini mümkün olmuştur.
Vücuda entegre bilgisiyar “Biyoçip”
Tanı testleri ve kitlerinin oluşturduğu tıbbi tanı alanında yakın gelecekte, tanı amaçlı kullanılacak biyoçiplerin de yaygınlaşması beklenmektedir. Normal bir bilgisayar, binlerce matematiksel denklemi nasıl bir saniyede çözebiliyorsa, bir biyoçip de karmaşık bir genetik bilgiyi aynı sürede analiz edebilir. Biyoçipler; idrar, kan ve tükürükte bulunan DNA ile etkileşerek belli bir virüsü, bakteriyi ya da belli bir hastalıkla ilişkili geni belirlenmek için kullanılabilir. Öyle ki kan değerlerimizin ve diğer vücut fonksiyonlarının her an ölçülüp bir bulut sistemine aktarılarak hasta, sağlık kurumu ve doktor arasındaki mesafenin ortadan kalkması da gerçeklikten çok uzak değil.
Peki mikrobiyoçipler gelecekte bize hangi avantajları sunacak?
Gelecekte, sürekli küçülen ve gelişen sistemdeki bir sonraki adım, doğrudan vücuda implante edilen bir pirinç tanesinden büyük olmayan bir mikroçiptir. Şimdi akıllı telefonunuzla yaptığınız her şeyi, daha da hızlı yapabildiğinizi hayal edin. Evinize, iş yerinize veya arabanıza en ufak bir el hareketiyle girebildiğinizi hayal edin. Birine sadece telefonuna parmağınızı göstererek bilgilerinizi gönderdiğini hayal edin. Günümüzde yapılan biyometrik çip implantlarının yapmak için tasarlandığı şey tam olarak budur. İnsanları nesnelerin internetine çok daha fiziksel bir şekilde bağlamanın bir yolu yapay zeka destekli mikroçip teknolojisidir. Artık insan dokuları ve organlarını elektronik devrelerle-çiplerle kısmen birleştirmeyi başardılar. Bu gelişme ile yapay zekanın birleşmesi bize yakın gelecekte akıllı insansı robotlar, biyonik insanlar hatta süper yaratıkları görebileceğimizi gösteriyor. Biyoçip teknolojisi, bilgisayar ve biyolojiyi birleştiren önemli bir teknolojidir. İnsan vücuduna yada organına takılan biyoçipler “Biohacking” adı verilen yöntemle insan biyolojisine entegre edilerek insanların daha üretken ve sağlıklı olmasını amaçlıyor.
Biyoçip ve biyosensörler son yıllarda artık sadece bilim kurgu dizilerinde görebileceğimiz ilginç ürünler olmaktan çıkıp günlük hayatımıza gelip kurulmuş durumdadır.
İmplante edilebilir mikroçip bazı ilginç, pratik uygulamalar sunar, bir grup insan, bu tür teknolojiyi vücutlarına dahil etme fikrini oldukça benimsiyorken, bir grup insan da güvenlik ve etik konusunda endişe etmeye devam etmektedir.
Biyoçiplerin çok yakında yapay zeka uygulamaları ile birleşerek yaygınlaşması hasta, doktor arasındaki zaman ve mesafe engelini ortadan kaldırıp belki de mevcut hastene düzenlerini özellikle tanı, takip sürecinde değiştirebilir.
Sensör, biyoçip, mikrosensör ile ilgili yapılan çalışmaları özetlersek;
- Sabancı Üniversitesi’nde üreticinin ve tüketicinin laboratuvara ihtiyaç duymadan GDO’lu ürünleri 30 dakikada renk değişimiyle tespit edebilmeleri için biyosensör tasarladı.
- İsveç’te 2015 yılından beri yaklaşık 3000 kişinin anahtar, kredi kartı, kimlik kartı, hatta ulaşım araçları kartı taşımak yerine ciltlerinin altına mikroçip taktırmıştır.
- Amerika’da 10.000 üzerinde ev hayvanına pirinç tanesi büyüklüğünde şırıngayla enjekte edilen kimlik biyoçipleri takılmış bu sayede hayvanlar hakkında kimlik doğrulaması yapılabilmiştir.
- Son olarak, mart ayından beri dünyayı etkisine alan korovirus pandemisine karşı verilen mücadelede Amerikalı öğrencilerin tasarlamış oldukları Covid-19 virusunu tespit edebileceği yapay zeka ile entegre olan biyosensör mekanizması prototip aşamasındadır.
- Hasarlı beyinlerde anılar yaratmaya yardımcı olacak bir mikroçipin gönüllü insanlara yerleştirilebileceğine inanılıyor.
- Ülkemizde TÜBİTAK tarafından “Biyomedikal Sensör Teknolojileri” çağrısı kapsamında desteklenen projeyle özellikle çocuklarda görülen lösemide, kanserli hücreleri tespit edip nicel ölçümler yapabilecek biyoçip/biyosensör cihazlar tasarlanıyor.
- Biyoçipler de biyosensörler gibi moleküler ve medikal teşhislerde, hasta başı tanı kitlerinde kulanımı ile bireysel tıpta önemli rol oynamaktadır. İlaç geliştirme, hastalık modelleme ve kişiselleştirilmiş tıp için canlı insan hücreleriyle kaplı mikroakışkan cihazlar olarak adlandırabileceğimiz biyoçipler, uygulamalarda yüksek verim sağlamaları, kullanılan örnek miktarının düşük olması ve hızlı ölçüm yapılması gibi avantajlar sunmaktadır.
Son yıllarda biyoçip teknolojisinde yaşanan heyecan verici gelişmeler bu teknolojinin; günlük hayatta, tıp, ilaç endüstrisi, kanser, kök hücre ve genetik hastalıklar, klinik hizmetler ve araştırma alanlarında sıklıkla kullanılacağını göstermektedir.
KAYNAKLAR