Brain Laser - Beyin Lazeri

Biraz iddialı bir başlık ama olsun, bir süredir düşünüp geciktirdiğim bir işti.

İlk prototipi oluşturunca şu başlıkla ilan verdim :

“905nm Super Pulsed transcranial laser with second modulation frequency for brain”

Bu lazerle ilgili üç farklı yoldan iyi beklentiler var :

1. Ana hedef : İstenen frekansta beyin dalgalarının, ayarlanabilir lazer frekansıyla senkronize olarak başlatılması.

2. Derine işleyen NIR (yakın kızılötesi) ışınların uyarımıyla melatoninin yerel olarak hücrelerde/nöronlarda üretilmesi. Melatonin, E vitamininden 2 kat güçlü bir antioksidan ve bağışıklık sistemiyle de ilgisi var. Yani, yeni bulgulara göre işlevi sınırlı bir hormon olmanın çok ötesinde görünüyor.

3. LLLT uygulamasının diğer olumlu özellikleri (yerel kan dolaşımı ve hücre içi ATP üretiminin artması vs..)

Ana hedef olan 1. maddeyle ilgili kanıtlanmamış öngörü şu : Frekansı ayarlanabilen ikinci osilatör tarafından titreştirilen 905nm NIR lazer uyarımıyla, aynı frekansta beyin dalgalarının eşzamanlı olarak başlatılması.

Örneğin, 4 Hz frekansa ayarlanmış lazerle, dinlenme halinde ortaya çıkan alfa beyin dalgalarının üretilmesi.

Bu öngörüyü test edemedim çünkü güvenilir bir EEG cihazı ve kullanacak bilgi gerektiriyordu, yoktu.

Ancak bu öngörüyü destekleyici bir unsur olarak, MIT'de yürütülen ve Alzheimer hastalığının tedavisinde umut vaat eden bir çalışma dikkatimi çekmişti (önceki bir yazımda paylaşmıştım) :

http://news.mit.edu/2019/brain-wave-stimulation-improve-alzheimers-0314

Bu çalışmada, 40Hz frekansla titreştirilen görsel ve işitsel uyaranların bile aynı frekansta beyin dalgalarını tetiklediği tespit edilmiş. Yöntemin Alzheimer hastalığının tedavisindeki başarısı ne olursa olsun, beyinle olan bu etkileşimin kanıtlanmış olması öngörümü desteklemektedir.

(Belli bir frekansta titreşen dış uyaranlarla senkronize beyin dalgalarının tetiklenebileceği)

Beklentiler : 

Alzhemier ve diğer bellek problemleri, parkinson, epilepsi ...

Çeşitli psikiyatrik sorunlarda (depresyon, anksiyete, hiperaktivite vb.) en azından destekleyici olarak

Bilişsel becerilerin artırılması

Bağımlılık tedavisinde destekleyici...

Bu lazer sadece çıplak alında veya seyrek saçlı bölgelerde kullanılabilir (saçlar ışığın çoğunu emer veya dağıtır).

Gelecekte ve talep üzerine, saçlı bölgede kullanım için ince bir fiber optik kablo bağlamayı planlıyorum. Fiber optik bağlantı biraz enerji kaybı olsa da zor değil ama bu kablonun kafada uygun konumda sabitlenmesi ve hızlıca kirlenecek ucunun temizlenmesi gibi iki üşendirici problem var.

ehukum@gmail.com

Güneş enerjisinin doğrudan lazer denemelerinde kullanılması üzerine bir düşünce

İlk lazeri, bir mühendis ve fizikçi olan T. Maiman 1960 yılında çalıştırmış. Aktif lazer  ortamı olarak bir sentetik yakut kristali, uyarma/pompalama kaynağı olarak da,  sarmal bir flaş lamba kullanmış. (GE firmasının ürettiği fotoğraf amaçlı ama güçlü bir xenon flaş).  

Çok kabaca ana prensip şu : Lazer ortamını oluşturan silindirik kristal, çevresini saran sarmal flaş lamba ile uyarılıyor. Kristal çubuğun iki ucunda ayna var.  Aynalardan biri tam yansıtıcı, lazer çıkışı alınacak diğeri ise kısmen geçirgen. Kristal  içinde flaş ışığıyla uyarılmış atomlarda, elektronlar üst enerji seviyelerine  çıkıp, sonra geri dönerken birer foton fırlatıyor. Bunların kimisi aynalar arasında  gidip gelirken diğer atomları da uyarıyor. Uyarılmış bir atomdan fırlatılan yeni foton,  uyaran fotonla aynı doğrultuda ve aynı özelliklerde oluyor (uyumlu/coherent) . 

Bunların bir kısmı da kısmen geçirgen aynadan dışarıya lazer ışını olarak çıkıyor. Bu lazer flaş lambasının çakmasıyla uyarıldığı için sürekli değil atımlı  çalışıyor.

Asıl konuya gelirsek: Güneş ışığı, genişçe bir fresnel mercek ile, denenmek istenen  herhangi bir aktif lazer ortamına odaklanarak, güçlü bir uyarım/pompalama enerjisi  sağlayabilir. (İdeal koşulda metre kareye 1000 Watt ışık enerjisi geliyor bildiğim.  

Toplayacağınız ışık/enerji fresnel merceğin boyutu ile orantılı olacaktır). Aktif ortam  (laser medium), ilk lazer gibi katı halde veya gaz veya sıvı olabilir. Amatörce  uğraşmak için gaz lazer zor ama sıvı hal lazerleri uygun görünüyor. Örneğin boya  lazerleri (dye laser) için denenmiş başarılı ama pahalıca maddeler var. Ama bir  düzenek kurulduktan sonra, akla gelen birçok madde uygun bir çözücü (su, alkol vs) içinde denenebilir. 

Aktif ortamı sadece belli dalgaboyu aralığında ışıkla uyarmak gerekiyor veya  düşünülüyorsa odaktan hemen önce araya filtreler konabilir. (fotoğraf amaçlı filtreler  veya dar bantlı daha ciddi filtreler. ve tabi bu durumda toplanan pompalama  enerjisi azalacaktır)

(Sonradan bakınca, en.wikipedia'da solar-pumped laser başlığını gördüm. Fazla  detay yok ama bakılabilir.)

High Power Pulsed Laser with External Trigger Input

Wavelength : 905nm

Peak Power :   >60W - <90W

External trigger frequency : 1Hz to 25kHz (max)

Pulse width :  <70 ns  (minimum 40)

Input – output delay time:  ~120ns

DC power supply  :  6 Volt ( ~1A)

Haziran 2015 , bir ABD'li akademisyenin (Dep. of Biomedical Engineering) talebiyle üretildi.

Kullanılacağı alan Photoacoustic Microscopy/imaging . 

E.Engin Hüküm    ehukum@gmail.com