Sinek Kulağındaki Tasarım İşitme Aletlerinde Devrim Yapacak

California Üniversitesi Beyin Araştırma Enstitüsü'nün fizyoloji bölümündeki araştırmacılar, daha hassas işitme cihazları üretebilmek için doğadaki işitme sistemlerini incelemeye almışlardır. Yapılan bilimsel çalışmalar sonucunda Ormia ochracea adlı sinek türünün kulağının, sahip olduğu olağanüstü tasarımıyla işitme aleti dizaynında bir devrim yapacağı anlaşılmıştır. Bu sineğin kulağı, sesin geldiği yönü mükemmel bir şekilde tespit edecek şekilde tasarlanmıştır. Nörobiyolog Ron Hoy bu durumu şöyle anlatır:

Bugüne dek, sesin geldiği yönü tayinde insan kulağının en iyi olduğunu zannediyorduk. Birbirinden 15 cm uzaklıkta yer alan iki kulağımız sayesinde, ses kaynağının yeri hakkında yeterli ipucu elde edebiliyoruz. Oysa Ormia sineği, kulaklarının arasında yarım milimetrelik bir mesafe olmasına rağmen sesin kaynağını tüm canlılardan daha iyi tespit edebiliyor. (Peter M.Narins Acoustics: In a Fly's Ear, Nature 410, 644-645 (2001)
Ormia sineğinin, sesin geldiği yeri hatasız olarak bulabilmesi soyunun devamı için şarttır, çünkü larvalarına besin kaynağı olabilecek bir cırcır böceği bulmak zorundadır. Ormia yumurtalarını, bulduğu bu cırcır böceğinin üzerine bırakarak çıkacak asalak larvaların onunla beslenmelerini sağlar.
Ormia sineğinin, cırcır böceğinin yerini bulması için tasarlanmış hassas kulakları vardır. Şarkı söyleyen cırcır böceğinin yerini o kadar milimetrik saptar ki, koca ormanın içinde hedefini yalnızca 2 derecelik bir hata payıyla yakalar.

İnsan beyni de sesin yerini tespit için Ormia ile aynı yöntemi kullanılır. Bunun için, sesin önce yakındaki kulağa, daha sonra uzakta kalan kulağa ulaşması yeterlidir. Ses dalgası kulak zarına çarptığında bu etki elektrik sinyaline çevrilerek hemen beyne iletilir. Sesin iki ayrı kulağa kaç milisaniye farkla ulaştığını hesaplayan beyin, böylece sesin geldiği yönü hemen saptar. İnsanda bu hesaplama 10 milisaniyede sonuçlanır. Oysa bu sinek türü, aynı hesabı toplu-iğne başı büyüklüğündeki beyniyle, insandan bin kat daha hızlı bir şekilde gerçekleştirir.

Bu sineğin minik olmasına rağmen oldukça işlevsel olan kulak tasarımı, "ORMİAFON" adı altında, işitme aleti ve dinleme cihazlarının yapımında taklit edilmeye çalışılmaktadır. Görüldüğü gibi, küçücük bir sinek dahi evrim teorisinin 'tesadüfen oluşma' safsatasını kökünden çürüten çok üstün bir yapıya ve tasarıma sahiptir. Yine aynı küçük sinek, her parçası ve özelliğiyle onu yaratan sonsuz ilim ve kudret sahibi Yaratıcımızın üstün yaratma sanatını sergiler. Böyle küçücük bir sineğin değil kendi kendine, evrim gibi hayali bir süreçle oluşması, akıl ve zeka sahibi insanların hepsinin biraraya gelmesi, en son teknolojileri ve imkanları seferber etmeleri ile dahi meydana getirilmesi mümkün değildir.
Küçücük bir sinek bile Allah'ın üstün yaratmasının apaçık delillerindendir.

Bilgisayar Devrelerinin Tasarımı, Doğadaki Örneklerinden Taklit Ediliyor

Gözümüzün sinir hücreleri olan "retina hücreleri" gelen ışığı tanıyıp yorumlar. Retina hücreleri daha sonra değerlendirilen bu bilgileri bağlantıda oldukları diğer hücrelere iletir. Gözümüzdeki tüm bu işlemler yeni bilgisayarlara model oluşturmuştur:

Retina hücrelerinin yaptığı iş yalnızca ışığı algılamakla sınırlı değildir. Retina birbirleriyle olağanüstü bir yoğunlukta bağlantı oluşturmuş sinir hücrelerinden oluşur. Işığa ait sinyaller beyne iletilmeden önce sayısız işlemden geçirilir. Örneğin retinayı oluşturan hücreler cisimlerin kenarlarını hesaplar, ışık sinyalinin gücünü artırır, aydınlık ya da karanlığa göre uyum sağlayarak düzeltmeler yapar. Günümüzün güçlü bilgisayarları da benzeri işlemleri yerine getirebilmektedir. Ancak retinadaki sinir ağı bu iş için, bilgisayarlara nispeten çok daha az bir enerji kullanır.

California Teknoloji Enstitüsü'nden Carver Mead başkanlığında bir araştırma ekibi, retinada kolayca gerçekleştirilen işlemlere imkan tanıyan tasarımın sırrını araştırmaktadır. Carver Mead, Caltech firmasından biyolog Misha Mahowald ile birlikte retinadaki sinir ağına benzer yapıda elektronik devreler tasarlamıştır. Yapılan bu devrelerde gözdeki gibi ışık algılayıcıları bulunmaktadır. Algılayıcılar tıpkı retinada olduğu gibi bir diğer algılayıcıyla bağlantı halindedir. Kullanılan direnç, amfi gibi elektronik devre parçalarının, ışık algılayıcılarının, retina hücreleri gibi kendi aralarında haberleşebilmelerine imkan tanımaktadır.

Ancak tüm çabalara rağmen, bu devreyi, retina ağında olduğu gibi birebir olarak taklit edebilmek mümkün olmamıştır. Çünkü canlı bir retinadaki hücrelerin ve bunların arasındaki bağlantıların sayısı çok fazladır. Bunun yerine tasarım mühendisleri şu an için, retinadaki sinir ağının ön işlemlerini nasıl yaptıklarını anlamaya çalışıp, aynı işi yapabilen daha basit devreler tasarlamaktadırlar.

Bilim Adamları Gözü Taklit Etmeye Çalışıyorlar

Gözün gerçekleştirdiği işlemlere hayranlık duyan ve gözün üstün tasarımını teknolojik alanda taklit etmek isteyen bilim adamları, son zamanlarda bu konu hakkında birçok çalışma yapmaktadırlar. Bu sayede doğada bulunan canlıları ve kusursuz mekanizmaları da daha yakından inceleme imkanı bulmuşlardır. Biyomimetik alanında yapılan bu çalışmalar teknolojik alandaki gelişmelere büyük hız kazandırmaktadır.

Gözdeki Üstün Teknoloji

Fotoğraf makinesi göze göre son derece ilkel bir yapıya sahiptir. Hatta gözün görüntü iletme tekniği en gelişmiş kameralardan bile kat kat üstündür. Sonuç olarak da gözün ilettiği görüntü insanoğlu tarafından yapılmış herhangi bir aletin iletebildiği görüntüden çok daha kalitelidir.

Bir TV kamerasının çalışma prensipleri incelenirse sözü edilen gerçek daha iyi anlaşılır. Bu kameranın çalışma ilkesi görüntülerin değil, bir görüntüyü yeniden oluşturacak olan ışıklı nokta dizilerinin iletilmesine dayanır. Bu yüzden kamera karşısındaki nesne, satır denilen belirli sayıda kuşağa bölünür ve de yayın sırasında bir "tarama" işlemine başvurulur. Bir fotosel lamba, böyle bir satırın bütün noktalarını soldan sağa birbiri ardınca tarar. Hepsinin ışık durumunu değerlendirir ve sonunda bunlara dayanarak birtakım sinyaller verir. Bir satırı baştan sona kadar taradıktan sonra, bir sonraki satıra geçer ve tarama işlemi böylece sürüp gider. Bu fotoselin çalışma ritmi, bir görüntünün 625 ya da 819 satırını 1/25 saniyede tarayabilecek şekilde hesaplanmıştır. Böylece bütün bir görüntünün tamamlanması bitince, yeni bir görüntü iletilir. Bu şekilde iletilen bildirilerin sayısı çok fazladır ve sinyaller baş döndürücü bir tempoyla üretilir.

Gözün tüm bu anlattıklarımızdan çok daha üstün bir işleyiş mekanizmasına sahip olduğu dahası hiçbir bakım ve parça değişimine ihtiyaç duymadığı düşünülürse yapısının ne kadar hayranlık verici ve mükemmel olduğu daha net bir şekilde anlaşılır.

Tıp teknolojisi geliştikçe de insan gözünün ne kadar büyük bir mucize olduğu daha iyi anlaşılmaktadır. Göz hakkında elde edilen bilgilerin teknolojiye uyarlanmasıyla da her geçen gün çok daha gelişmiş kameralar, fotoğraf makineleri ve sayısız optik sistem üretilmektedir. Ancak, teknoloji ne kadar ilerlese de yapılan elektronik aletler gözün ilkel birer taklidi olmaktan öteye gidememiştir. Bilgisayar destekli kameralar da dahil olmak üzere hiçbir insan buluşu alet, göze rakip olamaz.

Peki gözdeki bu kompleks yapı nasıl ortaya çıkmıştır?

Kuşkusuz bu yapının tesadüfler sonucunda ya da uzun zaman içinde kendi kendine oluşması mümkün değildir. Göz tek bir parçası eksik olsa işlevini yerine getiremeyecek bir yapıya sahiptir. Hiçbir tasarım tesadüfen oluşamaz, gözde çok açık ve benzersiz bir tasarım vardır ve elbette o da tesadüfen var olmuş değildir. Canlı-cansız tüm varlıklar gibi gözümüzü de var eden Yüce Allah'tır. Böylesine kompleks "organik makina"nın bizlere verilmiş olması, Allah'a şükretmemiz için bir vesiledir. Kuran-ı Kerim'in bir ayetinde Allah şöyle buyurmaktadır:

De ki: 'Sizi inşa eden (yaratan), size kulak, gözler ve gönüller veren O'dur.' Ne az şükrediyorsunuz? (Mülk Suresi, 23)

Renkli Dünyaya Açılan Pencere

Renkli Dünyaya Açılan Pencere

Göz, görüntünün aynı anda hem siyah-beyaz, hem de renkli fotoğrafını çeker. Daha sonra bu fotoğraflar beyinde sentezlenerek normal görüntü halini alır.

Retina tabakasında bulunan çubuk hücrelerinin görevi, bakılan nesnenin biçimini siyah-beyaz olarak ayrıntılı bir şekilde algılamaktır. Koni hücreleri ise nesnenin renklerini tespit ederler. Sonuçta, her iki hücreden alınan sinyallerin değerlendirilmesiyle, dış dünyanın görüntüsü şekillenir ve renkli bir halde beynimizde oluşur.

Işık Uyumu

Bir fotoğraf makinesiyle gündüz çekilen fotoğraf net olur. Ancak aynı film ve makineyle gece yıldızlar çekildiğinde fotoğrafta hiçbir şey gözükmez. Oysa göz kapaklarımız saniyenin onda biri gibi kısa bir zamanda açılıp kapanmalarına rağmen geceleri yıldızları çok net bir şekilde görebiliriz. Çünkü gözlerimiz çok çeşitli aydınlanma koşullarına ve değişik ışık şiddetlerine göre kendisini her an otomatik olarak ayarlayabilir. Bunu sağlayan, gözbebeğinin etrafındaki kaslardır. Eğer ortam karanlık olursa bu kaslar açılır, gözbebeği genişler ve göze daha çok ışığın girmesi sağlanır. Eğer ortam aydınlık olursa bu sefer kaslar kapanır, gözbebeği küçülür ve içeri giren ışığın miktarı azaltılır. Bu sayede hem gece hem gündüzgörüntü net olur.

Netlik Ayarı

Fotoğraf çekilirken yapılacak ilk işlem netlik ayarıdır. Görme işleminde de, etrafımızdaki görüntülerin duyarlı tabaka üzerine net olarak düşmesi için aynı işlemin yapılması gerekir. Fotoğraf makinelerinde bu işlem elle, gelişmiş kameralarda ise otomatik olarak yapılır. Daha özel amaçlarla kullanılan mikroskop ve teleskoplarda da netlik ayarı yapılır. Ancak yapılan bu işlem her durumda vakit kaybına neden olur.
Oysa insan gözü bu ayarı sürekli olarak ve çok kısa bir süre içinde kendi kendine yapar. Üstelik kullanılan yöntem taklit edilemeyecek kadar üstündür. Göz merceği, çevresinde bulunan kaslar sayesinde görüntüyü retina üzerine düşürür. Yapısı son derece esnek olan ve kolay biçim değiştiren bu mercek, gerektiğinde bombeleşerek, gerektiğinde gerilerek ışığın düştüğü noktayı sabit tutar.

Eğer gözde bu ayar kendiliğinden yapılmasaydı, örneğin insan baktığı noktaya bir düğme yardımı ile odaklama yapmak zorunda kalsaydı, görmek için sürekli özel bir çaba harcaması gerekecekti. Görüntü bir netleşip bir bulanıklaşacaktı. Bir nesneye bakıldığında görebilmek zaman alacak, bunun sonucunda tüm hareketlerimiz yavaşlayacaktı.

Ancak Allah gözlerimizi kusursuz olarak yaratmıştır ve dolayısıyla bu sıkıntıların hiçbirini yaşamayız. Hiç kimse, karşısında belli bir uzaklıkta duran nesneyi net olarak görmek istediğinde, aradaki mesafeyi, merceğin odaklama ayarını ve bunlarla ilgili birçok optik hesaplamaları yapmakla uğraşmaz. Nesneyi net görebilmek için yalnızca ona bakmak yeterlidir. Geri kalan tüm işlemler otomatik olarak göz ve beyin tarafından halledilir. Üstelik bütün bu işlemler yalnızca bir isteme süresinde gerçekleşir.