Kâinat kitabını incelerken varlıklara nakşedilmiş, Yaratıcıyı gösteren çok sayıdaki işaretleri renkler, sesler, geometrik desenler veya kokular şeklinde algılarız. Duyuların beyinde görüntü, ses ve koku olarak nasıl algılandığı hakkında çeşitli teoriler ve modeller üretilerek bazı izahlar getirilmeye çalışılsa da Allah’ın hayvanlara ve insana hediye ettiği bu muhteşem duyuları anlamakta henüz emekleme safhasının ötesine geçmiş değiliz.
Dış dünyadaki titreşimlerin bazı dalga boylarını ışık ve renk olarak algılamakla vazifeli gözümüze renklere ve siyah-beyaz farklılığa hassas koni ve çomak şeklinde iki tip reseptör (alıcı) yerleştirilmiş olup, yüzlerce renk tonu sadece kırmızı, yeşil ve mavi ışığa hassas üç tip koni hücresinin farklı dalga boylarının karışımıyla ortaya çıkar. İç kulağa yerleştirilmiş benzer tipteki işitme reseptörleri de bir çalgı aletindeki değişik uzunluktaki tellerin titreşmesi mantığına benzer şekilde seslerin frekansına ve hacmine göre uyarılır ve beyinde ses olarak algılanır. Koku almada ise görme ve işitme reseptörlerinin aksine 400 farklı alıcı vardır.
Koku hissinin beyinde idrâk edilmesinin öncesinde koku moleküllerinin milyonlarla ifade edilebilecek muhteşem repertuvarına uygun şekilde son derece kompleks bir kod çözme sistemi faaliyet gösterir. Bu alıcı hücrelerden gelen sinyallerin belirli bir koku hissini tetiklemek için nasıl bir araya getirildiği henüz bilinmemektedir. Şayet koku almanın kodları çözülürse hayvanların eşlerini, yavrularını ve gıdalarını bulmada nasıl yönlendirildikleri, duyguları, stresi, iştahı ve ruh hâllerini anlamada nasıl bir moleküler düzenleme yapıldığını anlamak kısmen mümkün hâle gelebilir.
Kokuyu anlamada en büyük problemlerden birisi bir molekülün kimyevî yapısı ile hissedilen koku arasında her zaman kullanılabilecek bir münasebetin olmadığıdır. Çok benzer yapılara sahip iki kimyevî madde çok farklı kokabilir veya çok farklı iki kimyevî yapı neredeyse aynı koku gibi algılanabilir. Çoğunlukla kokular tek bir maddeden ibaret olmayıp onlarca veya yüzlerce aromatik (koku üreten) molekülün karışımıdır. Meselâ; bir kahve, olgun domates veya mayalanmış peynirden çıkan koku, onlarca farklı protein, yağ, vitamin, karbonhidrat gibi maddelerin karışımından ibarettir.
Bu karmaşık yapı içinde hangi molekülün diğer moleküllerle nasıl bir münasebet içinde bulunarak ortak bir koku deseni ortaya çıkardığıdır. Üç-dört çeşit farklı armut veya elmanın tatlarına baktığınızda her birinin lezzetinin farklılığı gibi kokusu da farklıdır. Elmanın yapısındaki mineraller, organik ve inorganik bütün bileşiklerin her birini tek tek izole ettiğimizde çıkacak kokuyla, birlikte çıkaracakları koku çok farklıdır. Elma çeşitlerinin de her birinin farklı koku sergilemeleri sahip olduğu maddelerin miktarları ve kombinasyonları ile ilgilidir, fakat bunun nasıl olduğunu tahmin edemiyoruz.
İnsan gözündeki iki tip reseptör hücresinin ışık ile nasıl bir münasebet içinde hangi kimyevî olaylarla işlediği az çok açıklanmaktadır. Fakat 400 ayrı çeşit koku alıcı reseptörlerden gelen sinyallerin belli bir koku algısını tetiklemek için nasıl bir araya geldiği belirsizdir. Ayrıca bu alıcıların zarlarındaki proteinlerle çalışmak zor bir iş olduğundan bu zar proteinlerinin neye benzedikleri ve nasıl çalıştıkları tahmine dayalıdır. Bununla beraber biyolojik yapıların ince mimarisi, veri analizlerinde bilgisayarların ve yapay zekâ sahasındaki gelişmelerle kokuların kodlarını çözme konusunda daha fazla gelişme yaşanacağı tahmin edilmektedir.
Koku araştırmalarında deneylere tabi tutulacak çok sayıda insana binlerce koku tanıtılmış, daha sonra bu kokuları “dumansı”, “toprak kokusu”, “çürüksü”, “mumsu” “meyvemsi” gibi isimlendirilmiş 55 gruba ayırmışlar. Katılan deneklerin bazısı aynı koku için “keskin, tatlı, kavrulmuş, tereyağlı” gibi farklı tanımlamalar yapmıştır. Buradan kokuların çok öznel olduğu ve evrensel bir gerçek olmadığı fikri kabul edilme durumuna gelmiştir. Yapay zekâ ise insan yapımı olup, bir ruh ve nefis taşımadığı için, ayrıca insanın hayatı boyunca karşılaştığı tecrübelerden de mahrum olduğu için, sadece bilgisayara yüklenmiş moleküler yapılarının kodlarına bakarak yaptığı tahminlerde hangi koku olduğunu daha isabetli şekilde kokuları etli, alkollü veya odunsu gibi gruplara ayırmada başarılı olmuştur.[1]
Esrarlı Şifre
Koku algılamada burunda kullanılan biyolojik donanım olarak milyonlarca koku nöronu yaratılmıştır ve her biri tipik olarak sadece bir tür koku reseptörü taşır. Bunları kodlayan gen grubu 1990’ların başında keşfedilmiş ve bulanlar Nobel mükafatı almıştır.[2] Bu reseptör tiplerinin her biri bir veya daha fazla kokuyu tanıyabilir ve her koku birden fazla alıcı tarafından da tanınabilir. Dolayısıyla 400 farklı tipteki koku reseptörüne bağlanan milyonlarca nöronun birlikte yapacakları kombinasyonla yaklaşık bir trilyon kimyevî koku maddesine cevap verileceği hesaplanmıştır. San Francisco Kaliforniya Üniversitesinde çalışan biyokimyacı Aashish Manglik bu sistemin akıl almaz derecede mükemmel ve esnek bir kompleksliğe sahip olduğunu, zaten tabiatın inanılmaz derecede çeşitliliğe sahip kimyasının ancak böyle anlaşılabileceğini ifade etmektedir.
Kokuların kodlarını çözmede önemli bir adım, bu koku alıcı hücrelerin (reseptör) neye benzediğinin ve kimyevî maddeleri nasıl tanıdıklarının anlaşılması olacaktır. Ancak Manglik’e göre alıcı hücrenin zarlarında yer alan bu proteinlerin çözülmesi çok zordur, çünkü analiz edilecek kadar protein üretip izole etmek henüz mümkün olamamıştır.
Koku konusunu böcekler üzerinde çalışan bilim adamlarından bazıları, böceklerin koku almada kullandıkları reseptörlerin yapısını çözmüşlerdir.[3] Ancak böceklerdeki reseptörlerin memelilerdekinden tamamen farklı olduğu görülmesine rağmen koku almada işleyen çalışma mantığının aynı olduğu tahmin edilmektedir.[4]
Evvelki sene farelerin koku alma sistemindeki iki alıcı hücrenin yapısı daha çözüldü ve bu iki reseptör tipinin de birçok hayvandaki yaygın vücut kokularının temel bileşeni olan balık, misk veya çürük kokusu gibi, açıkça kötü diyebileceğimiz kokuları algıladıkları anlaşılmıştır.[5],[6]
Araştırmalara devam eden ekiplerden birisi, yine evvelki sene insandaki bir koku reseptöründeki bir proteinin, koku verici moleküle nasıl bağlandığını ilk defa elektron mikroskobunda görüntülemeyi başarmıştır. Keskin bir peynir kokusunun sebebi olan propiyonatın, reseptör üzerindeki bir cebe nasıl girdiği ve bağlandığı, sonra reseptörün şeklinin değiştiği ve tam mahiyeti anlaşılmasa da bilgiyi nasıl ilettiği ilk defa görüntülenmiş oldu.[7]
Araştırmacılar çok heyecanlanmalarına rağmen, koku maddelerini algılayan yüzlerce reseptörden sadece birinin çözülmesinin henüz fazla bir şey söylemeyeceğinin de farkında olduklarını belirtmektedirler.
Çalışmaların devamında her ikisi de mentol kokan iki ayrı bileşiğin reseptöre farklı yerlerden bağlandığını gördüler. Buradan da muhtemelen farklı kokuların tek bir reseptöre farklı yerlerden bağlanarak, farklı olayları tetiklediğini düşünmektedirler. Bu durum koku şifrelerindeki karmaşıklık seviyesini açıklamaya yardımcı olur. İki farklı kimyevî maddenin neden benzer kokulara sahip olabileceği veya kimyevî olarak benzer bileşiklerin neden bu kadar farklı kokabileceğini açıklayabilir. Meselâ; carvone bileşiğinin birbirinin tıpkı aynadaki görüntüsü gibi aynı yapıda olan iki tipinden birisi nane kokusu olarak algılanırken, diğeri kimyon veya dereotu olarak kokar. Bunun sırrı işte bu koku reseptörlerinde gizlidir.
Bu sırrı çözme gayreti devam ettikçe aslında Allah’ın sonsuz ilim okyanusu içinden damlaların keşfi sayılabilecek gelişmeler olmaktadır. Bu arada makine öğrenimi ve yapay zekâ gibi tekniklerin yardımıyla insandaki koku reseptörlerinin %20’sine bağlanan koku molekülleri tanımlanmıştır. Çalışmalar sırasında iki reseptöre hangi moleküllerin bağlanacağını anlamak için milyonlarca bileşiği taratmışlar ve bu alıcılardan birisinin portakal çiçeği kokusuna, diğerinin de bal kokusuna ayarlı olduğunu görmüşlerdir.[8]
Burun-Beyin Sistemi:
Bir kokuya ait molekül, alıcı hücreye yapışıp işlendiğinde, ortaya çıkan molekül bilgisi burun köprüsünün arkasında bulunan ve koku soğanı adı verilen bir beyin bölgesine, oradan da beyindeki koku korteksine gider. Bu koku korteksi çok daha esrarlıdır. Araştırmacı Buck, “Orada neler olduğunu anlamak çok zor.” diye aczini itiraf etmektedir. Araştırmalar reseptörlerden gelen bilgilerin beyinde nasıl organize edildiği ve koku algısının hangi prensip ve planlara göre ortaya çıktığını anlamaya yoğunlaşmaktadır. Eğer bunun sırrı çözülürse beyinde benzer bir deseni oluşturarak koku olmadığı halde sanki bir madde varmış gibi belirli bir kokunun algılanmasını sağlamak mümkün olabilir.
Bu bilgilerden hareketle, hayvanların kokuya karşı tepkileri ve yönlerini bulmaları, zararlı böceklerin uzaklaştırılması için yeni tekniklerin geliştirilmesi, tüberküloz, kanser ve diyabet gibi hastalıkların kokuyla teşhisi, Corona virüsünün koku reseptörlerini nasıl tahrip ederek koku hissini iptal ettiği, patlayıcıları ve uyuşturucuları kokularıyla algılayan cihazların geliştirilmesi, kirlenmiş atık sulardaki maddelerin ne oluğunu sadece koklayarak tespit eden elektronik burunların yapımı gibi çok sayıda keşiflerin yolları açılacak gibi görünmektedir. Araştırmacı Ruta, “Akıllı telefonlar görüntü ve ses tanıma yapabiliyor ama koku alma duyusu için henüz böyle bir yola girilemedi.” demektedir.
Bütün bunlardan hareketle, “koku ile tedavi” (aromaterapi) uygulamalarının hangi hastalıklarda ve hangi şartlarda kullanıldığında beyinde hangi merkezlerde aktivasyon göstereceği hususu önem kazanmaktadır. Bazı psikolojik hastalıklarda ortaya çıkan kötü kokuları metafizik varlıklara (cinlere) bağlayan geleneksel inanışlarda sebep-netice bağlantısı bu açıdan tekrar ele alınabilir. Beyin-burun sisteminin sırları ortaya çıktıkça, belki abdestte burna su çekmenin hikmetleri de daha iyi anlaşılabilecektir.
Kaynaklar
[1] Smith, K. (2024): The most mysterious sense: Cracking the odour code. Nature, Volume 633, 5 September.
[2] Buck, L. & Axel, R. (1991): A novel multigene family may encode odorant receptors: A molecular basis for odor recognition. Cell 65, 175–187.
[3] Butterwick, J. A. et al. (2018): Cryo-EM structure of the insect olfactory receptor Orco. Nature 560, 447–452.
[4] del Mármol, J., Yedlin, M. A. & Ruta, V. (2021): The structural basis of odorant recognition in insect olfactory receptors. Nature 597, 126–131.
[5] Guo, L. et al. (2023): Structural basis of amine odorant perception by a mammal olfactory receptor. Nature 618, 193–200.
[6] Gusach, A., et al. (2023): Molecular recognition of an aversive odorant by the murine trace amine-associated receptor TAAR7f. Preprint at bioRxiv https://doi.org/10.1101/2023.07.07.547762
[7] Billesbølle, C. B., et al. (2023): Structural basis of odorant recognition by a human odorant receptor. Nature 615, 742–749.
[8] Jabeen, A., de March, C. A., Matsunami, H., & Ranganathan, S. (2021): Machine learning assisted approach for finding novel high activity agonists of human ectopic olfactory receptors. Int. J. Mol. Sci. 22, 11546.
