Ana sayfa 89. Sayı Canlı insan gözündeki çubuk fotoreseptörlerinin ilk defa çekilen tarihi görüntüleri

Canlı insan gözündeki çubuk fotoreseptörlerinin ilk defa çekilen tarihi görüntüleri

Bilim Gündemi

161
PAYLAŞ

Çeviren: Sibel Karaman

Soldaki resimde, retinanın merkezindeki (sarı benekteki) küçük koni reseptörleri gösteriliyor. Sağdaki resimde ise daha eksantrik bir retina yeri (büyük parlak noktalar bulunan, koni reseptörlerinin etrafını siyah halkaların sardığı ve küçük noktalarla çevrelenmiş çubuk reseptörlerinin bulunduğu) gösterilmektedir.

Bilim insanları, “çubuk” adı verilen küçük ışık algılayıcı reseptör hücrelerini canlı bir gözde açıkça ve direkt olarak ilk defa görüntülediler. Araştırmacılar, yıldız ve galaksilerin uzaklıklarını belirlemede gökbilimcilerin kullandığı teknolojiyle aynı olan uyarlanabilir optikler (Adaptive Optics; AO) kullanarak, gözün hücresel şeklini eşi görülmemiş bir detayla gözlemlediler. Bu yenilik dejeneratif göz kusurlarının teşhisi, erken tanısı ve daha etkili tedavi yöntemleri açısından doktorlara yardımcı olacak.

“Tedavi yöntemleri; sadece gelişmesi bakımından, kurtarmak için çalıştığınız hücrelerin görme yeteneğinin yeniden görme sürecindeki kritik bir adımını temsil eder.” diyor New York’ta Rachester Üniversitesi’nde araştırmacı olan Alfredo Dubra ve devam ediyor: “Göz hastalığının erken teşhis edilmesinin ne kadar önemli olduğunu vurgulamaya gerek bile yoktur.”

“Retina hastalığının saptanmasındaki önemli engellerden biri, hasta tarafından algılanana kadar ya da klinik yöntemlerle teşhis edilene kadar önemli hücresel hasarların oluşmuş olmasıdır.” diyor Wisconsin Tıp Koleji (MCW) üyesi Joseph Carroll.

Göz kusurlarının araştırılmasında, teşhisinde ve tedavisinde yeni ufuklar açan bu buluş, gelişmiş uyarılabilir bir görüntüleme tasarım sistemi. Dubra ve çalışma arkadaşları cihazın çözünürlüğünü, optik limiti yaklaşık 2 mikron (1 mikron, milimetrenin 1/1.000 ne eşittir) yani insan gözündeki tek bir çubuk reseptörünün çapı olarak ayarlayabildiler.

Çubuk reseptörleri, koni reseptörlerinden sayıca daha fazla bulunur ve ışığa daha duyarlıdırlar. Optik tasarım yöntemi ile bu bilgi Durab’ın ekibi tarafından başarıyla kanıtlandı. Üstelik retinanın merkezindeki (sarı nokta) en küçük koni hücreleri açıkça görüntülendi. “Çubuk hücreleri merkezsel retina bölgesinde daha azdır” bilgisi doğrulandı.

“Bu, gerçekten heyecan verici bir buluş” diyor Indiana Üniversitesi’nde Profesör Steve Burns. “Görüntülenen bitişik çubuk mozaik hücreleri, bize retina üzerinde kör edici hastalıkların yeni bir sınıfının etkisi üzerinde çalışmamıza izin verecek. Müdahale için en uygun göz hastalıklarının birçoğu çubuk hücrelerini etkilediği için, bu hastalıkların tedavisinde en uygun yöntemlerin belirlenmesi için önemli bir araç haline getirilmelidir bu buluş.”

 

Uyarlanabilir optik (AO) yöntemi

Astronomide, uyarlanabilir optik (AO), Dünya atmosferinin bulanık etkisini (yıldız ışığından parıldayan etkiyi kaldırma ve çok keskin ışık noktaları olarak kozmik nesneleri oluşturma gibi) düzeltebilir. AO sistemi ya bir yıldızın yakınındaki “parıltı” şeklinde ya da lazer teleskopları tarafından üst atmosferde üretilen yapay bir “rehber yıldız” şeklinde bir referans noktasına gerek duyuyor. Görüntülenen referans noktası aracılığıyla, AO sistemlerde, atmosferde oluşan tam fakat zıt bozulmalar oluşturmak için deforme ayna kullanılıyor. Sonuç, çözünürlüğü çok daha yüksek, net bir resim.

Tıpkı ışığın atmosferi geçmesi gibi gözün ön kısmından geçen ışık da eğri ve bozuk olur. Bu bozukluk insanın görüşü ölçeğinde önemsiz olsa da tıbbi görüntülemenin mikroskobik alanında önemli bir engel teşkil eder.

1997 yılında, Rachester Üniversitesi’nden David Williams, insan gözü içinde çalışabilmesi için uyarlanabilir optik teknolojisini kullanılabileceğini ilk defa kanıtlayan bir gruba öncülük etti. Uyarlanabilir optik oftalmaskobu (göz aynası) olarak adlandırılan bu yöntemde, fundus kamera ile elde edilen görüntünün bulanıklığını düzeltmek için kullanılan bir referans noktası oluşturur. Bugün, fundus kamera uygulanabilir optik görüntüleme lazer oftalmaskobu olarak bilinen görüntüleme için çoğunlukla ikinci bir lazer ile değiştirilir. Retina boyunca hareket ederek ve yol boyunca bozulmaları düzelterek bir CRT monitörünün görüntü işleme yöntemiyle aynı şekilde çizgi-çizgi görüntü ortaya çıkar.

Önceki AO yöntemleri etkin biçimde koni hücrelerini gösterebiliyordu ve yüksek çözünürlüklü retina görüntüleme araştırmasının dayanak noktasıydı; fakat küçük çubuk hücreleri açık ve bitişik gözlemlerde anlaşılmıyordu.

Çubuk reseptörlerinin görüntüsünü açıkça alabilen uyarlanabilir optik aletlerinin tasarımındaki buluş Dubra’ya göre; “utanç verici derecede basit ve iyi bilinen denklemlere ve kavramlara” dayanıyor. Aletin içindeki üç boyutlu yapıda mercek görevi gören küresel aynalar basitçe katlanarak retinanın görüntü kalitesi, bitişik çubuk mozaiklerini yeterince açık bir biçimde çözebilmek için retinanın foveal merkezindeki bütün koni mozaikleri gibi geliştirildi.

“Mükemmel uyarlanabilir optik kontrol ve görme sistemi hakkında bilgi sahibi olan araştırmacılar, biyomedikal görüntüleme ve görüntü bilimi alanlarında büyük ilerleme kaydetti.” diyor Burns.

 

Doktorlara yeni tedavi yöntemleri

Araştırmacılara göre, bir sonraki adımları, yaygın olarak kullanılabilen bir klinik modem geliştirmek olacak. Benzer bir görev de tanı ve tedavi ile ilgili klinik kararları yönlendirecek sözlü AO görüntü sanatının basitleştirilmesi ve öğretilmesi.

Doktorların 5-10 yıl içinde, yaşayan insan gözünde görünüp ölçülebilir belirli çubuk reseptörlerindeki hassaslık ve açıklığa dikkatlice bakabilecekleri umuluyor. Bu yeni buluş sayesinde daha önce yapılmamış yöntemler mümkün olacak: Özel çubuk reseptörlerindeki bozuklukların fenotipteki yansımasını tam olarak tanımlamak, hastalığın ilk belirtisinde erken tedavi uygulayabilmek ve hatta tek tek hücrelerin belirli bir tedaviye nasıl cevap verdiklerini belirlemek.

“Bu görüntüleme cihazı hakkında gerçekten çok heyecan verici olan şey: bir hastanın hayatında ciddi bir fark yaratabilir olmasıdır.” diyor Carroll.

 

Kaynak: http://www.sciencedaily.com/releases/2011/06/110608123010.htm