Mikro dünyaya 3 boyutlu bakış

Yeni mikroskop sayesinde mikro dünyaya artık üç boyutlu bakacağız; bilim adamları kıkırdak dokusuna dek her ÅŸeyin üç boyutlu görüntüsünü inceleme fırsatını yakaladı.Bilim dünyası Russell Kerschmann ile tanışmadan önce mikroskopta iki boyutlu dünyanın bir benzerine bakılabiliyordu. Yani her ÅŸey neredeyse tepsi gibi gözüküyordu mikroskop altında.Ama artık üç boyutlu mikroskop sayesinde nesneler üç boyutlu incelenebilecek ve mikro dünyanın gizli kalmış mekanizmaları bile gözle görülebilecek.Mikroskoplar herhangi bir nesnenin yüzeyini incelememize ve iç kısımları hakkında da bilgi edinmemize olanak saÄŸlıyordu. Bu nesnelerin üç boyutlu hali herkes için bir bilmece idi. Kimse bazı organların iki parçasının birbirine nasıl yapıştığını, kağıt havlunun içindeki gözeneklerin suyu nasıl emdiÄŸini veya derimizi oluÅŸturan üç tabakanın birbirinden niçin ayrılmadığını tam olarak bilmiyordu. Derken Kerschmann'ın yeni mikroskobu sahneye çıktı ve bilim adamlarının gördüğü dünyanın ÅŸekli deÄŸiÅŸti.KemiÄŸin geliÅŸmesiÖrneÄŸin Procter and Gamble'da görevli bilim adamları bu teknolojiden yararlanarak kemiÄŸin geliÅŸme evresinde bazı ilaçlara nasıl tepki verdiÄŸini araÅŸtırdı. Sandia Ulusal Laboratuvarları'nda çalışan mühendisler, mikroskobik robotların üretiminde kullandıkları minik parçaları bu mikroskoptan yararlanarak geliÅŸtiriyor. University of Rochester'den çocuk kardiyolojisi uzmanlarından Christine Miller, yeni görüntüleme teknolojisinden yararlanarak, yüksek kan basıncının embriyonik tavuk kalbini nasıl etkilediÄŸini araÅŸtırıyor. ''Çalışmalarımızı birbuçuk yıldır baÅŸka teknolojiler yardımı ile sürdürdük. Ve hiçbir yere varamadık'' diye konuÅŸan Miller, ''Ancak bu mikroskop sayesinde inanılmaz bir hız kaydettik'' diyor.Sıfırdan doÄŸan ÅŸirketKerschmann'ın evindeki yemek masasında dünyaya gelen mikroskop, bugün milyon dolarlık bir ÅŸirketin çekirdeÄŸini oluÅŸturuyor. Merkezi Kaliforniya'da bulunan ÅŸirketin adı Resolution Sciences Corporation. ''Dijital Volumetrik Görüntüleme'' adı verilen bu yeni teknoloji yakından incelenmesi gereken hemen hemen her ÅŸeyin üç boyutlu görüntüsünü saÄŸlıyor. Görüntüler, kendi ekseni etrafında döndürülerek her açıdan incelenebiliyor; ayrıca içi açılarak, iç kısımları da görüntülenebiliyor.Kerschmann'ın görüntüleri bilinenden o denli farklı ki, üreticiler ve bilim adamları ürettikleri veya inceledikleri nesneleri aslında yeterince tanımadıklarını yeni yeni anlıyor. ÖrneÄŸin Kerschmann, Velcro'yu incelediÄŸi zaman ürünün tam randımanla çalışmadığını saptadı; çünkü baÄŸlayıcı fiberlerin pek çoÄŸu birbirleriyle temas etmiyordu. Bu görüntülerden yararlanan mühendisler hem daha güçlü, hem de daha ucuz yeni bir Velcro türü ürettiler.İç yapıyı görmekÄ°nsanoÄŸlu yaklaşık 150 yıldan bu yana mikroskop aracılığı ile doÄŸal yaÅŸamı daha yakından tanımaya uÄŸraşıyor. Mikroskoplar zaman içerisinde teknolojik açıdan büyük geliÅŸme kaydetse de, bazı konularda gereksinimlere tam yanıt veremiyor. ÖrneÄŸin birkaç saç kılından daha büyük örnekleri büyütürken, nesnenin iç yapısının ayrıntılarını üç boyutlu olarak yakalayamıyor.EÄŸitimini patolog olarak tamamlayan Kerschmann, bu sorun ile 15 yıl önce Boston'daki Wellman Laboratuvarları'nda karşılaÅŸtı. Laboratuvarda geniÅŸlemiÅŸ kan damarlarının neden olduÄŸu deri hastalıklarını iyileÅŸtirmek için özel bir lazer tedavisi üzerinde çalışılıyordu. Kerschmann'ın görevi spesifik lazer enerjisinin dozunu ve puls uzunluÄŸunu ayarlamaktı. Böylece kolajen tabakasına zarar vermeden kan damarları zararsız hale getirilebilecekti. Sıkışınca bulduGönüllülerden alınan deri örneklerini inceleyen Kerschmann, 2 boyutlu görüntülerden gerekli bilgileri elde edemeyeceÄŸini fark etti. Bu baÄŸlamda tek çözüm damarları kesmek ve bu kesitlerden yararlanarak bilgisayarda 3 boyutlu görüntü yaratmaktı. Ancak kesilen damarları yeniden yapıştırarak orjinal ÅŸekline geri döndürmek teknik açıdan olanaksızdı.Kerschmann bu kez de kesme iÅŸleminin sorun yaratmaması için çözüm aramaya baÅŸladı. Dijital bir kamera görüntüyü kaydederken, bir bıçak incelenen nesneyi dış tabakalarından baÅŸlayarak içe doÄŸru kesmeye baÅŸladı. Kesilen kısım hasar gördüğü için atılıyordu. Böylece nesneden geriye bir ÅŸey kalmayıncaya kadar kesme iÅŸlemi sürdürüldü. Geride yalnızca, kesilen nesnenin tabakalarının bilgisayarda depolanan görüntüleri kaldı. Daha sonra bir bilgisayar programı bunları birleÅŸtirerek orjinal nesnenin üç boyutlu ÅŸeklini ortaya çıkarttı.Minik robotlar''ÃœrettiÄŸimiz diÅŸliler hakkında daha önce bilmediÄŸimiz pek çok ÅŸey öğrendik'' diye konuÅŸuyor, Sandia Ulusal Laboratuvarı çalışanları. Orada, birkaç mikron büyüklüğünde diÅŸli ve somunlar üretiliyor. Yani, tükenmez kalemin ucunun yarısının büyüklüğüne eÅŸit somunlar. Ãœretilen parçalar bilim adamlarının bir gün insan vücuduna enjekte etmeyi planladıkları minik robotların üretiminde kullanılacak. Bu parçaların üretiminde mühendisler bilgisayar çizimlerinden yararlanıyordu. Ancak Resolution (Kerschmann'ın mikroskobunun adı) devreye girinceye dek üretilen parçaların çizimlere uygun olup olmadığını tam olarak ölçmek mümkün deÄŸildi. Resolution iÅŸte bu noktada mühendislere tam ihtiyaçları olduÄŸu verileri saÄŸladı.KurbaÄŸa embriyosuBu arada Caltech'deki Beckman Enstitüsü'nün Biyolojik Görüntüleme Merkezi'nden Andy Ewald, Populer Science dergisinde yayımlanan ayrıntılı habere göre, geliÅŸme evresindeki kurbaÄŸa embriyosunda hücrelerin nasıl hareket ettiÄŸini araÅŸtırırken önemli bir engelle karşı karşıya kaldı. Embriyolar ÅŸeffaf olmadığı için iç kısımlarını görmek mümkün deÄŸildi. Ewald bu sorununu çözmek için Resolution'dan yararlandı. Ä°ncelemek istediÄŸi spesifik hücreleri floresanlı boya ile boyayarak Resolution'da izledi. Elde ettiÄŸi veriler, embriyonun içini görmesine ve hücrenin hangi vücut organına dönüştüğünü anlamasına yardımcı oldu.Â