Pesach Benson • 4 Haziran 2025

Kudüs, 4 Haziran 2025 (TPS-IL) — İsrailli bilim insanları, farelerin çevrelerini nasıl algıladıklarına dair şaşırtıcı bir keşifte bulundu: Bıyıklarıyla “duyuyor” olabilirler ve bunun nasıl gerçekleştiği, protezleri, görme engelliler için araçları ve rehabilitasyon tekniklerini geliştirebilecek yeni sensörlerin önünü açabilir.

Weizmann Bilim Enstitüsü’nde yapılan bir çalışma, bir farenin bıyıklarının yüzeylere sürtünmesiyle oluşan ince seslerin sadece gerçek olmadığını, aynı zamanda beynin işitsel sistemi tarafından aktif olarak işlendiğini öne sürüyor.

Çalışmayı yöneten Enstitü Nörobilim Bölümü’nden Prof. Ilan Lampel, “Bu bıyıklar o kadar hassas ki, farelerin duyabileceği sesler çıkarıp çıkarmadıklarını kimse kontrol etmeyi düşünmemişti,” dedi. “Ancak bu zayıf seslerin sadece fareler tarafından duyulmakla kalmayıp, aynı zamanda anlamlı olduğu ortaya çıktı.”

Uzun süredir sadece dokunsal sensörler olarak işlev gördüğü düşünülen bıyıkların, artık karmaşık, çok duyulu bir sistemin parçası olduğu gösterildi. Hakemli Current Biology dergisinde yayımlanan çalışma, duyuların izole bir şekilde çalıştığı yönündeki geleneksel görüşe meydan okuyor.

Lampel, “Ders kitaplarının aksine, duyular arasındaki keskin ve net ayrım gerçekte mutlaka mevcut değildir,” diye açıkladı. “Aslında algı, bu durumda dokunma ve işitme gibi farklı kaynakları birleştirir.”

Dr. Ben Efron, Dr. Athanasios Natalzos ve Dr. Jonathan Katz’ın da dahil olduğu ekip, bıyıkların alüminyum folyo veya kuru yaprak gibi yüzeylere sürtünmesiyle oluşan, neredeyse duyulmaz sesleri kaydederek işe başladı. Bıyık ucundan fare kulağına olan tipik mesafe olan iki santimetre mesafeye yerleştirilen yüksek hassasiyetli ultrasonik mikrofonlar kullanarak, daha önce göz ardı edilen bu akustik imzaları yakaladılar.

Daha sonra, hayvanlar bıyıklarıyla çeşitli nesnelere dokunurken farelerin işitsel korteksindeki nöral aktiviteyi ölçtüler. Dokunma için olan nöral yollar engellense bile, işitsel sistem seslere tepki vermeye devam etti, bu da beynin bunları ayrı bir duyu girdisi biçimi olarak ele aldığını gösteriyor.

Araştırmacılar daha derinlemesine incelemek için yapay zekaya başvurdular. Makine öğrenmesi modellerini, ya işitsel korteksteki nöral aktiviteye ya da bıyık tarafından üretilen seslerin kayıtlarına dayanarak nesneleri tanımlamak üzere eğittiler. Şaşırtıcı bir şekilde, her iki model de neredeyse aynı performansı gösterdi, bu da beynin gerçekten sadece sese tepki verdiğini ve dokunma veya koku gibi diğer ipuçlarına değil.

Ancak fareler bu bilgiyi dünyayı dolaşmak için kullanabilir miydi? Bunu öğrenmek için ekip davranışsal deneyler yaptı. Dokunma duyusu nötralize edilmiş fareler, sadece bıyıklarının sürtünme sesini kullanarak alüminyum folyoyu tanımak üzere eğitildi. Sonuçlar açıktı: fareler sesleri belirli nesnelerle güvenilir bir şekilde ilişkilendirebildiler.

Lampel, “Sonuçlar, farenin bıyıklarının bütünleşik ve çok duyulu bir duyu sistemi olduğunu gösteriyor,” dedi. “Farelerin yiyecek bulmalarına veya yırtıcılardan korunmalarına yardımcı olmak için bu şekilde evrimleşmiş olabilir.” Örneğin, “çevresinde dolaşan ve tespit edilmekten korkan bir fare, kuru bir diken tarlasıyla yumuşak bir çayır arasında seçim yapmak için bıyıklarından gelen zayıf akustik sinyalleri kullanabilir.”

Keşfin, daha iyi protezler, rehabilitasyon teknikleri ve görme engelliler için araçların geliştirilmesine ışık tutabilecek geniş pratik sonuçları var.

Protez alanında, çalışma, kullanıcılara dokuları veya direnci “duymalarını” sağlayarak yüzeylere dokunduklarında belirli sesler veya titreşimler yayan sensörlerle donatılmış gelişmiş yapay uzuvların geliştirilmesine yol açabilir. İnme veya dokunma duyusunu bozan yaralanmalardan kurtulan kişiler için ses tabanlı geri bildirim sistemleri, beynin alternatif duyu kanalları aracılığıyla çevresel uyaranları yorumlamasını yeniden eğitmeye yardımcı olabilir.

Bulgular ayrıca görme engelliler için yardımcı teknolojide yeni yönler sunuyor. Bıyık sisteminden ilham alan akıllı bastonlar, yüzeyleri algılayabilir ve bilgiyi işitsel veya titreşimli sinyaller aracılığıyla iletebilir. Ekolokasyon gibi, bu yaklaşım da kullanıcıların nesne türlerini tanımlamalarına veya sadece ses ipuçlarını kullanarak karmaşık ortamlarda gezinmelerine yardımcı olabilir.

Robotik alanında, bıyıklardan esinlenen sese duyarlı dokunsal sensörlerin entegrasyonu, makinelerin duman, sis veya enkaz gibi düşük görüş koşullarında nasıl çalıştığını devrimleştirebilir. Robotlar, yüzey temasıyla ilgili akustik geri bildirimi yorumlayarak engellerden kaçınabilir veya insan varlığının riskli olduğu arama-kurtarma görevlerinde kararlar alabilir.

Fare modelinden elde edilen bilgiler, beyin-bilgisayar arayüzlerinin tasarımını etkileyebilir veya yapay zeka sistemlerini biyolojik organizmalar gibi karmaşık duyu verilerini yorumlamak üzere eğitebilir.

Efron, “Farklı türde duyu girdilerini entegre etmek, robotik sistemler tasarlamada büyük bir zorluktur,” dedi. “Bıyık algılama sistemi, sınırlı görüşe sahip ortamlarda navigasyon ve çarpışma önleme için erken uyarı teknolojileri geliştirmede ilham kaynağı olabilir.