Katalog

BİL Bilgisayariarla üç boyutlu Biyolojik verilerin çoğu, fotoğraf ya da mikroskobik kesitler gibl Iki boyutlu görüntüler olarak elde edilebilir. Ancak bllglsayarlar, günümüzde, bizi üç boyutlu görüntülere kavuşturablliyorlar. Çeviri: Filiz Gülkan ılımde yapı ve işlev el ele gider Rönesans'tan bu yana, bilim adamları yapı modellerının yararlılığını keşfettiler. Yakın geçmişte ıse, bıyolog ve kimyacılar üç boyutlu görüntülerln, rnoleküler yapıları daha 1yı anlamamıza ne kadar yardımcı olduğunu fark ettıler. Bıyolojıde, ılk doğru DNA taslağının VVatson ve Crick tarafından oluşturulmasından, proteın modellerinin oluşturulmasına kadar sayısız ilerleme kaydedildi. Bu ilerlemeler, moleküler biyolojide yapı modelleri üzerine yapılan çalışmaların sonucudur. Yakın bir geçmişe kadar, bu tı'ir modeller çeşitli plastik ve metal parça B lardan, mukavvalardan yapılırdı. Şimdı ise model üretiminde çok daha hızlı ve başarılı oldukları için bilgisayarlar kullanılıyor. Örneğin kimyacılar, bilgisayar ekranında, kımyasal bir bileşiğin modelini çizdırıp, onun aktıf bölgesinı saptayabilıyor ve aktif bölgenin bıleşiğin faalıyetini nasıl etkilediğinı araştırabiliyorlar. Bılgısayarla model kurmanın diğer bir yaygın uygulaması da biyolojik yapıları n görüntülerini uretmektır Daha 19 yy'da bazı biyolojik yapıların modellerinin uretılmesı denenmiştı. Mikrotom (mikroskopla inceleme yapmak için ınce dilimler kesme aletı) aletının gelıştirilmesı anatomi uzmanlarının biyolojik Yarı şeffaf bir görünüm sayesınde. dış mınesı, kemığı ve etinın görelı pozısyonları açıkça anlaşn ınsan beyninin bir parçasının bilgisayar tasarımı (yukarıda) renklendirme ve gölgelendirmeden sonra elde edilen üç boyutlu gorüntu son derece inandırıcı. Ya da 19, y.y. 'da geliştirilmiş, macundan yapılma bir cenin modeli. maddelerden kesitler alabılmesini olanaklı kıldı. Ilk kez tüm organları parçalara ayırabilmek mümkün oldu. Böylece, bilim adamları bu kesitler yardımıyla gerçek büyüklükte modeller yarattılar 1868'de, bir isviçreli anatomi uzmanı, VVİIhelm His serı haldeki kesitlerden bir cenin modeli yaratan ilk bilim adamıydı. His, bir organın üç boyutlu modelını yapmak için, bu organı kesitlere ayırmış ve her bir kesitin kalıbım çıkarmıştı. Daha sonra bu tür modellerde balmumu, balsa ağacı ve diğer maddeler de kullanıldı. Bu yöntem çok zaman alıcıydı ve ayrıntılarda çok fazla dikkat gerektiriyordu. Ayrıca bu tür katı modeller ancak yapıların dışını göstermekle sınırlıydı. Bilgisayar çağıyla birlikte, bilim adamları üç boyuttu görüntüleri seri halde kesitlerden elde edilen bilgilerle oluşturabileceklerini düşündüler. Bilgisayarlar yalnız sayılarla uğraşırlar, bu nedenle ilk adım bu bılgilerı sayılara dönüştürmek için atıldı Amaç, görüntüsü çizilecek cismin x, y,z koordinatlarını saptamaktı. Cısım ıçinde her nokta xy düzleminde x ve y koordinatlarıyla, ayrıca üç boyutlu uzaydaki z koordınatının da eklenmesiyle (x,y,z) koordinatlarıyla belirlenır. Uygun bir bilgisayar programıyla, iki boyutlu bir çizim aletinde, örneğin bir bilgisayar ekranı ya da grafık çizicisinde elde edilen görüntü, çeşitli eksenler etrafında döndürülebilir, büyütülüp, küçültülebilir. Bu teknikte temei sorun, cismin arka planında kalıp, göze görünmemesi gereken çızgilerın de ekranda gözükmesıdir. Bu durumda görüntü oldukça karmaşıklaşır. İlk yazılan bilgisayar programlarıyla, göze görünmemesi gereken kesitlerin çizilmemesi sağlandı. Ancak, kesitlere yalnızca üst üste geldikleri bir açıdan bakılınca üç boyutlu görünüm algılanabıliyordu. Seri haldeki kesitlerin yüzeylerine yakın bir doğrultudan bakılınca, üç boyutluluk ortadan kayboluyordu. Araştırmacılar, bu sorunu çözmek için üçüncü boyutu daha iyi göstermenin yollarını aramaya başladılar. En basit yaklaşım, kesitler arasındaki boşluğu doldurmak için kesit çizgilerinden dik kenarlar çıkmak olacaktı. Bu yolla elde edilen görüntü, ne yazık Ki ınandırıcılıktan uzaktı. Daha iyi bir yol, çevre çizgılerinin arasındaki boşluğu, cismin yüzeyini kaplayacak şekılde çokgen ve üçgenlerle doldurmaktır. Bilgisayar daha iyi bir görünüm yaratmak için yüzeyın her bölgesını uygun renklerle gölgelendirır. Ikinci adım, ekrandaki görünümleri, yapıların zamanla nasıl değıştiğinı göstermek amacıyla canlandırmaktır. Bu programlara, yapıya çeşitli elementlerın varlığının nasıl katkıda bulunduğunu göstermek seçeneği de eklenebilir. Örneğin, çeşitli kas gruplarının bir kemiğin üzerini nasıl sardığını göstermek gibı. Bu tür uygulamaların en yaygın olduğu alanlardan bırı de, insan anatomisinın yapılarının üç boyutlu tasarımlarıdır. Tıp öğrencilerinin, hâlâ, ınsan anatomisini incelemek için oldukça zaman harcamaları gerektığı halde, bu iş için kadavra bulmak eskisi kadar kolay değil 1) Bir cisimden el üç boyutlu göri «•«• Sayısallaştırma levhasının kullanımı I ler. Bu verileri üretmek için sayısal bir mikroskop kullanılır. Bu mikroskobun, lk iş veri toplamaktır. Bu aşamayı seri haldeki mikroskobik kesitlerden çıkarılan taslağın ana hatlarını bir dizi x,y koordinatına dönüştürmek iz