Köpeklerin koku alma duyusunun insanlarınkinden 100 bin kat daha güçlü olduğu söyleniyor.

BBC Türkçe'de yer alan habere göre, Araştırmacılar, köpekleri akciğer, meme, yumurtalık, mesane ve prostat kanserini kokuyla ayırt etmeleri için eğitti. Örneğin, prostat kanseri üzerine yapılan bir çalışmada köpekler, idrar örneklerinde hastalığı yüzde 99 başarıyla tespit etti.

Köpekler ayrıca Parkinson, diyabet, epilepsi nöbeti ve sıtmayı da kokuyla ayırt edebiliyor. Ancak her köpek bu iş için uygun değil ve eğitilmesi uzun zaman alıyor. Bu nedenle bazı bilim insanları, köpeklerin olağanüstü koku alma yetisini laboratuvarda kopyalayabileceğimizi düşünüyor.

Böylece basit bir pamuklu çubukla alınan örnek, test için gönderilebilecek. Örneğin Barran, Parkinson hastalarının derisinde üretilen sebumu (yağlı madde) gaz kromatografisi-kütle spektrometrisi yöntemiyle analiz ediyor. Gıda, içecek ve parfüm endüstrisinin zaten sıkça kullandığı bu yöntem, bileşikleri ayırıp tartarak hangi moleküllerin bulunduğunu tespit ediyor. Barran, insanın cildinde yaygın olarak bulunan 25 bin bileşiğin yaklaşık 3 bini Parkinson hastalarında farklı düzenlendiğini söylüyor.

"Biz şimdi bunu 30'a kadar daralttık ve bu 30 molekül, Parkinson hastası olan herkeste tutarlı şekilde farklı.” Bunların çoğu yağ ve uzun zincirli yağ asitleri. Örneğin, ilk çalışmalardan biri, hastalığa bağlı kokuyla ilişkilendirilen üç yağ benzeri moleküle odaklanmıştı: Hipurik asit, eikosan ve oktadekanal.

Bu anlamlı çünkü Parkinson'un anormal lipid metabolizmasıyla ilişkili olduğu biliniyor. Barran, "Bulduğumuz şey şu: Parkinson hastalarında hücrelerin uzun zincirli yağ asitlerini mitokondriye taşıma yeteneği bozulmuş durumda" diyor ve ekliyor: "Dolayısıyla bu yağların daha fazlası vücutta dolaşıyor ve bir kısmı da deriden atılıyor. İşte biz bunu ölçüyoruz."

Ekip şimdi, Parkinson'u erken evrede tespit edebilecek basit bir deri sürüntü testi geliştiriyor. Şu anda, genelde titreme benzeri belirtiler gösteren hastalar nöroloğa yönlendiriliyor ve tanı yıllar alabiliyor. Barran bunu "Biz çok hızlı, invazif olmayan bir test istiyoruz. Böylece hastalar doğru şekilde yönlendirilip nörolog 'evet' ya da 'hayır' diyebilecek" diye anlatıyor. İnvazif olmayan testler, hastalardan yalnızca kan gibi basit bir örnek alarak, vücuda herhangi bir cihaz sokulmadan yapılan işleme deniyor. Peki hastalıklar neden vücut kokumuzu değiştiriyor? Bunun nedeni, uçucu organik bileşikler (VOC) denen moleküller. Vücut, hayatta kalmak için sürekli yiyecek ve içecekleri enerjiye çevirmek zorunda. Bu işlem, hücrelerimizdeki mitokondrilerde gerçekleşir. Bu kimyasal reaksiyonlar metabolit adı verilen moleküller üretir.

Bunların bazıları uçucudur, yani oda sıcaklığında kolayca buharlaşır. Bu da burnumuz tarafından algılanabilecekleri anlamına gelir. VOC'ler ardından vücuttan dışarı atılır. Philadelphia'daki Monell Kimyasal Duyular Merkezi'nden kimyasal ekolojist Bruce Kimball, "Eğer bir enfeksiyonunuz, hastalığınız ya da yaralanmanız varsa, bunun metabolizmanız üzerinde bir etkisi olması mantıklıdır" diyor "Metabolizmada meydana gelen bu değişim, vücudunuzun farklı bölgelerindeki metabolit dağılımına yansır.” Başka bir deyişle, hastalık, üretilen VOC'leri değiştirir ve vücut kokusu parmak izimizi dönüştürür.

"Pek çok viral ve bakteriyel enfeksiyona, pankreas kanserine, kuduz vakalarına baktık. Liste oldukça uzun" diyor Kimball. "Sağlıklı durumlarla karşılaştırıldığında, ayırt edemediğimiz bir hastalık durumu neredeyse hiç olmadı. Bu oldukça tipik.” Ama çoğu VOC değişikliği insan burnunun algılayamayacağı kadar ince. İşte bu yüzden köpekler ya da koku algılayan tıbbi cihazlar, gelecekte ciddi ama tespit edilmesi zor hastalıkları teşhis etmede bize yardımcı olabilir. Kimball, meslektaşlarıyla birlikte temaslı spor yapan çocuklarda beyin hasarını VOC değişiklikleriyle tespit edebilecek bir test üzerinde çalışıyor. 2016'da yayımlanan bir çalışmada, farelerde travmatik beyin hasarının kendine özgü bir kokuya neden olduğu ve diğer farelerin bunu koklayarak tespit edebildiği gösterildi.

Yeni çalışmalarda ise insan idrarında sarsıntı sonrası ilk saatlerde belirli ketonlar görüldü. Neden bu kokuların ortaya çıktığı henüz net değil. Bir teoriye göre beyin, kendini onarmaya çalışırken VOC'ler yan ürün olarak ortaya çıkıyor. Kimball, "Gördüğümüz keton sınıfı, beynin daha fazla enerji sağlamaya çalıştığını ve hasarı telafi etmeye ya da iyileşmeyi desteklemeye çalıştığını düşündürüyor" diyor. Gerçekten de araştırmalar, ketonların beyin hasarından sonra alternatif enerji kaynağı sağlayabildiğini ve koruyucu özelliklere sahip olabileceğini gösteriyor. Vücut kokusu, sıtma olduğunu da gösterebilir. 2018'de bilim insanları, sıtma taşıyan çocukların ciltlerinden farklı bir koku yayıldığını keşfetti. Bu koku onları sivrisineklere karşı özellikle çekici hale getiriyordu. Batı Kenya'da 56 çocuk üzerinde yapılan çalışmada, "meyvemsi ve çimenimsi" bir koku tespit edildi.

Bu kokunun kaynağı aldehitlerdi: Heptanal, oktanal ve nonanal. Araştırma, yeni bir sıtma testinin geliştirilmesinde kullanılabilir. Şimdilik bilim insanları bu kokuyu kopyalayarak sivrisinek tuzaklarında yem olarak kullanmayı hedefliyor. Massachusetts Teknoloji Enstitüsü'nde (MIT) araştırmacıyken çalışan ve şimdi RealNose.ai'de görev yapan Mershin ise prostat kanserini tespit edebilecek bir koku cihazı geliştirmeyi umuyor.

Mershin "Her 44 erkekten biri bu hastalıktan ölecek" diyor ve devam ediyor: "Şirket, MIT'de 19 yıllık araştırmamın ardından kuruldu. DARPA [Savunma İleri Araştırma Projeleri Ajansı - yeni teknolojiler üretmekle sorumlu ABD Savunma Bakanlığı'na bağlı bir devlet kurumu] bizden köpeğin burnunu geçmemizi istemişti. Bize biyolojik-sibernetik sistemler yapmamız söylendi.” 

RealNose.ai'nin geliştirdiği cihaz, laboratuvarda kök hücrelerden üretilen insan koku reseptörlerini içeriyor. Bu reseptörler, prostat kanserine bağlı molekülleri ayırt edebilecek şekilde ayarlanıyor. Ardından yapay zekâ, bu reseptörlerin verdiği tepkilerdeki desenleri analiz ediyor. "Bir örnekte hangi bileşenlerin olduğunu bilmek yetmez" diyen Mershin sözlerini şöyle sürdürüyor: "Bir kekin içindekiler bize kekin tadı ya da kokusu hakkında çok az şey söyler. O tat ve koku, ancak algılayıcılarınız bu bileşiklerle etkileşime girip beyniniz bunları işledikten sonra ortaya çıkar. Biz de reseptörlerin verdiği yanıt desenlerini arıyoruz, yani beynin yaptığına benzer bir şey.”

Bugün Joy Milne, Barran'ın araştırma ekibinde onunla birlikte Parkinson ve diğer hastalıklar için teşhis testleri geliştirmek üzere çalışıyor. Barran, "Artık onu çok fazla koku tespiti için kullanmıyoruz" diyor. "Bir günde en fazla 10 örnek yapabiliyor ve bu onun için duygusal olarak çok yorucu. 75 yaşında ve çok kıymetli.”

Yine de Barran'ın tekniği Milne'in yeteneğini kopyalayabilir ve Parkinson'u erken evrede tespit edebilirse, bu Joy ve Les için olağanüstü bir miras olur. Barran, asıl dikkat çekici olanın, Joy ve Les'in tıp eğitimi almaları olduğunu söylüyor. "Bu yüzden gözlemlerinin anlamlı olduğunu biliyorlardı. "Ama bu hikâyeden çıkarılacak ders şu: Herkes, kendi sağlığı ya da yakınlarının sağlığı konusunda gözlem yapma ve bir şeylerin yanlış olduğunu hissederse harekete geçme konusunda kendini güçlü hissetmeli."