Gözlerinizi kapatıp hayal etmenizi istiyorum. 2050 yılındayız, hastaneye gittiniz ve yaptırmanız gereken bir sürü test var. Yüzünüzü güldürecek bir şey söylemek istiyorum: Artık günlerce kan ve idrar tahlili sonucunuzu beklemenize, ultrason odalarında gezmenize gerek yok. Hemşire yanınıza gelecek size size şunları söyleyecek: ”Doktorumuz sizi koklayacak.”, ardından sizi havası vakumlanmış büyük bir odaya götürecek. Odada kaldığınız sürece vücudunuzdan uçucu moleküller etrafa yayılacak ve Deep Nose adlı makine bu molekülleri yakalayıp zengin veritabanıyla karşılaştıracak. Sonucunda koku molekülleri neden olabilecek medikal faktörleri içeren bir rapor hazırlayarak sizi doktorunuza yönlendirecek.
Bu sözler fizikle başlayan akademik hayatını bir sinirbilimci olarak sürdüren araştırmacı Alexei Koulakov’un sözleri. Koulakov şu sıralar insanların kokularını nasıl aldığına ve ayırt edebildiğine odaklanmış durumda. Asıl amacı ise,kokuları sınıflandırabilen bir kapsamlı bir yapay zekâ geliştirmek. Deep Nose olarak adlandırdığı yapay zekânın tüm hayata entegre olacak şekilde işlevsel olmasını istiyor. Koulakov, ”Koku,bir kişiyi veya malı benzersiz bir şekilde tanımlar.” bilgisinden yola çıkarak insanların gelecekte güvenlik kontrollerine veya uzun süren testlere ihtiyacı kalmayacağını düşünüyor.
Son araştırmalara göre; kanser, tüberküloz ve parkinson vb. hastalıklar bireylerin kokusunu değiştirebiliyor. Hastalıkların ortaya yaydığı uçucu moleküllere koku izi deniyor. Vücudumuzdaki herhangi bir değişimde, metabolik aktivitelerimizin farklı işleyişi sonucu kokumuz da değişiyor. Örnek vermek istersek Parkinson hastaları çok yüksek miktarda sebum salgılarlar. Parkinson’un kokusunu almak kolay olmasa da hastalığa özgü misk kokusunu hissedebildiklerini bildiren kişiler mevcut. Emekli hemşire Joy Milne de bu ‘’süper-koklayıcılardan’’ biri. Kokuyu ilk defa kocası Les’e Parkinson tanısı konmadan 12 yıl önce fark etmiş. Ancak aldığı kokunun Parkinson’a özgü olduğunu yıllar sonra, kocasıyla birlikte katıldığı bir hasta destek programında, odadaki diğer tüm hastalardan da aynı kokunun geldiğini görünce anlamış. Biraz daha gözlem yapıp emin olunca konuyu Edinburgh Üniversitesi’nden Parkinson hastalığı üzerine çalışan nörobiyolog Tilo Kunath’a açmış. Kunath, Milne’nin becerisini sınamak üzere ona hasta ve sağlıklı kişilerin tişörtlerini koklatmış. Milne hasta kişilerin tişörtlerini sağlıklı olanlarınkinden mükemmelen ayırt edebilmiş; hatta sağlıklı tişörtlerden birinden daha aynı kokunun geldiğini belirtmiş ve nitekim sekiz ay sonra bu tişörtün sahibine de Parkinson tanısı konmuş. Çalışmanın son aşamasında Kunath ve Milne’nin iş birliğine Barran da katılıp birlikte Parkinson’a bu kokuyu veren ana bileşeni bulmaya koyulmuşlar.
Ekip öncelikle derideki bezelerden salgılanan mumsu sıvıdaki, yani sebumdaki bileşenlere, özellikle de Milne’nin kokunun en yoğun olduğunu söylediği sırtın üst kısımlarına odaklanmış. Parkinsonlu hastalardan ve sağlıklı gönüllülerden alınan sebum örneklerinde, kütle spektrometresi adı verilen bir yöntem aracılığıyla, uçucu kimyasalların seviyesi ölçülmüş. Sayıları binleri bulan kokulu bileşenler, farklı gruplar üzerinde çalışarak kokuda etkili olduğu düşünülen dört ana maddeye indirilebilmiş. Çalışmanın aşamalarını ACS Central Science dergisine sunan araştırmacılar, bu dört bileşenin harmanlanmasıyla ortaya çıkan kokunun Parkinson hastalarındaki misk kokusuyla aynı olduğunu Milne aracılığıyla doğruladıklarını söylüyorlar. Innsburck Tıp Fakültesi’nden nöroloji bölümü şefi Werner Poewe’nin de belirttiği üzere Parkinson’un teşhisini erkenden ve doğru biçimde koymak hastalara en doğru tavsiye ve tedavileri sunmak bakımından çok önemli. Poewe’nin ifadesiyle Parkinson’un kokusuna ilişkin keşif, hastalığın varlığını invazif olmayan bir test aracılığıyla gösterdiğinden bütünüyle yeni bir yaklaşım sunuyor. Tek ihtiyaç duyulan, hastanın ense bölgesinde dolandırılacak bir parça gazlı bez! Araştırmacılar bu sayede Parkinson’un tipik işaretlerini ve semptomlarını henüz tam olarak geliştirmemiş olan erken evredeki kişilerin, hastalığın başlangıcını geciktirme ya da ortaya çıkmasını tamamen engelleme vaadi taşıyan yeni tedavilerle buluşmasını umuyor. Markette dolanırken aşırı kokulu raflardan uzak durmasını gerektirecek kadar hassas bir koku alma yeteneğine sahip Milne’nin kokusunu aldığı başka hastalıklar da var. Mesela Alzheimer’ın daha çok vanilya gibi koktuğunu, kanserinse toprağımsı bir kokusunun olduğunu söylüyor. Bu tarz yeteneklere sadece insanlar sahip değil.
Koku denince akla ilk gelen can dostlarımız köpekler yaklaşık 850, fareler 1100-1200 arasında koku reseptörüne sahip. Bilim insanları bu hayvanları kullanarak teşhis yapma yolunda başarılı çalışmalar yürüttü. Farklı kurumlardan bir araya araştırma ekibi, kanser hastalarının kan örneklerini köpeklere koklatarak %97 doğrulukla akciğer kanserini tespit ettiler. Diğer örnek ise Afrika’dan tüberküloz tanı uzmanları. 4 tane Afrika Dev Keseli Sıçan’a hastaların balgamlarını koklattılar ve %44 başarı oranı yakalayarak teşhis ettiler. Sıçan sayısı artınca doğru teşhis oranı da arttı. Öte yandan bu başarılara rağmen, hayvanları hastalık teşhisinde kullanmanın dezavantajları oldukça fazla. Eğitim süresi uzun ve maliyetli fakat yaşam süreleri nedeniyle efektif bir şekilde ilerlemiyor. Ayrıca her yeni hastalık için tekrar bir öğrenme süreci başlaması gerekiyor. Bilim insanlarının amacı ölümsüz ve tüm kokuları tanıyacak veri tabanına sahip elektronik bir burun üretmek.
Deep Nose’un üretimi için önümüzde kat etmemiz gereken bir yol var çünkü hâlâ insan beyninin bir kokuyu diğerinden nasıl farklı tanımladığı çözülemedi. Biyolojik olarak koku alma yeteneğimiz diğer duyularımıza göre daha karmaşık ve az anlaşılır. Bir kokuyu tanımlama sürecinde fizik, kimya ve biyoloji birlikte bir orkestra gibi çalışıyor. Bu yolda çalışmaların devam etmesi alınacak sonuçlar nedeniyle çok önemli fakat Joy Milne gibi bir yeteneğe sahip insan sayısı çok az. Evrimimiz bizi hastalığı teşhis etmek için tasarlamamış olabilir ancak bunu yapabilecek bir yapay zekâ tasarlayabiliriz.
Kaynakça ve İleri Okumalar:
1. Trivedi, D.K., et al. Discovery of volatile biomarkers of Parkinson’s disease from sebum. ACS Central Science 5, 599-606 (2019).
2. Junqueira, H., et al. Accuracy of canine scent detection of lung cancer in blood serum. Federation of American Societies for Experimental Biology 33, 635.10 (2019).
3. Sonoda, H., et al. Colorectal cancer screening with odour material by canine scent detection. Gut 60, 814-819 (2011).
4. Horvath, G., Andersson, H., & Nemes, S. Cancer odor in the blood of ovarian cancer patients: A retrospective study of detection by dogs during treatment, 3 and 6 months afterward. BMC Cancer 13, 396 (2013).
5. Mgode, G.F., et al. Diagnosis of tuberculosis by trained African giant pouched rats and confounding impact of pathogens and microflora of the respiratory tract. Journal of Clinical Microbiology 50, 274-280 (2011).
6. Spiegel, A. (2020), Her Incredible Sense Of Smell Is Helping Scientists Find New Ways To Diagnose Disease 7 Mayıs 2021 tarihinde https://www.npr.org/sections/health-shots/2020/03/23/820274501/her-incredible-sense-of-smell-is-helping-scientists-find-new-ways-to-diagnose-di sitesinden alındı
GÖRSEL KAYNAKLAR
