Fizik bölümü Öğrencilerinin Başarısı

Ankara Üniversitesi Fen Fakültesi Fizik bölümü öğrencilerinden Can DOKUYUCU, Güldeniz AKKAYA, Ezgi ALTUNKAYNAK ve Gülnur ARSLAN’ ın Prof. Dr. Ali YAMAN danışmanlığında hazırlamış olduğu “RADYO-ENSEFALOGRAFİ (REG) PROJESİ”, 2242 TÜBİTAK Üniversite Öğrencileri Araştırma Proje Yarışmaları kapsamında Sağlık kategorisinde Ankara Bölge Sergisi’ ne kabul edilmiş ve üçüncülük ödülü kazanmıştır.

Nöronların yaydığı elektromanyetik dalga, özel tasarlanmış bir anten vasıtasıyla algılanabilir mi? sorusundan yola çıkarak yeni bir prensiple çalışan algıç sistemi tasarlanmıştır.

Geleneksel EEG ve MEG beyinden alınan sinyallerin işlenmesine dayanır. Ancak bu sinyaller çok zayıf olup çeşitli tekniklerle güçlendirilmesi gerekmektedir. Ayrıca, bu sistemler tüm elektriksel aktiviteleri ölçememektedir. Örneğin; MEG sisteminin kafatasına dik olarak gelen elektrik akımlarını tespit edememekte ve benzer şekilde EEG sisteminin beynin derinliklerinden gelen sinyalleri algılamakta yetersiz kalmaktadır.

Hazırlanan projede, mevcut beyin fonksiyon ölçüm yöntemlerinden farklı olarak sinir hücrelerinin yaydığı ilerleyen radyo dalgalarının, özel bir anten vasıtası ile algılanması amaçlanmıştır. Tasarım, sinir hücrelerinin elektriksel özelliklerine göre elektromanyetik ışıma yapmasını temel almakta olup sinir hücrelerini birer radyo vericisine benzetmektedir. Tasarlanan prototip bir antenle kaslardaki ve beyindeki sinir hücrelerinden bazı zayıf sinyaller tespit edilmesi amaçlanmıştır. Yapılan çeşitli deneylerle bu sinyallerin algılanabileceği doğrultusunda sonuçlar elde edilmiştir. Sinyallerin saflaştırma ve analiz işlemleri ile ilgili çalışmalar devam etmektedir. Antene gelen sinyaller çok zayıf olduğundan, hassas yükselteçler ile yükseltilerek filtrelenmesi ve akort edilmesi gerekmektedir. Ayrıca çevre parazitlerinin önlenmesinde bir Faraday kafesinden de yararlanılmıştır. Bu sistemden elde edilen sinyaller demodülasyon teknikleri ve çeşitli matematiksel analiz yöntemleri kullanılarak anlamlı veriler haline getirilebilir.

REG sisteminde, oluşan ilerleyen dalganın tespiti için, ağaç tipi fraktal anten kullanılmıştır. Fraktal anten, geometrisinin nöronun dendrit uçlarının geometrisine benzemesinden dolayı tercih edilmiştir. Oluşacak dalga cephesinin formu, anten geometrisine bağlı olduğundan, fraktal anten geometrisinin uygun olduğu düşünülmüştür. Elektromanyetik dalganın elektrik alan ve manyetik alan bileşenleri eş fazlı olacağından, anten sinyali algıladığında elektrik alan ve manyetik alan katkıları birbirini güçlendirir.

   

 

 

 
 

Projede, 50 Hz olan şehir gerilimi gürültüsünü engellemek için kullanılan Faraday kafesinin taşınabilir olarak tasarlanması önemli bir yenilik olup, farklı ortamlarda da ölçüm alınabilecektir.

Bu projenin en büyük avantajı, var olan beyin ölçüm sistemlerinden daha ergonomik olmasıdır. Örneğin; EEG sistemindeki gibi elektrolit jele ve MEG sistemindeki gibi soğutmaya ihtiyaç duyulmaz. Sadece beyin değil, herhangi bir nöron aktivitesinin bulunduğu bölgeden ölçüm alabilmektedir.REG sisteminde, referans potansiyel değişimleri değil radyo sinyalleri esas alındığından, nöral aktivite olan tüm katmanlardan sinyal alınabilmektedir. Ayrıca sistem ergonomik ve hızlı kullanıma uygun olduğu için tıbbi uygulamalarda avantajsağlamaktadır. REG sistemi, beyin-bilgisayar arayüzünü ( Brain-Computer Interface, BCI) baz alan teknolojilerde, ucuz ve kompakt olduğundan rahatlıkla kullanılabilir. Bu sebeplerden dolayı ürün patent değeri taşımaktadır.

REG sisteminin konusu çok disiplinli bir yapı olup; elektronik, programlama, matematik, fizik, tıp disiplinleri içermektedir. REG sistemi bir nöral sinyal algıcı olarak kullanılma kapasitesindedir. Sinyalin elde edilmesi ve yükseltilmesinde kullanılan elektronik devre katları birbiriyle uyumlu olarak çalışmaktadır. İyi bir yalıtım sistemi ve yapılacak ayarlamalar (tuning işlemi) anlamlı bir sinyal elde edilmesini sağlayacaktır.