Difüzyon tabanlı nano ağlarda Amyloid Beta'nın moleküler haberleşme üzerindeki etkisinin analizi

Nano-ölçekteki sistemlerin iletişim mekanizmasını modellemek ve doğrulamak için canlıların kullandığı nano-ölçekteki elektro-kimyasal haberleşme sistemlerinden esinlenerek yeni haberleşme tekniklerinin geliştirilmesi üzerine son zamanlarda yoğun bir şekilde çalışma yapılmaktadır. Bilginin taşınmasında taşıyıcı olarak kimyasal sinyallerin kullanıldığı bu alan Moleküler haberleşme-MH (Molecular Communication-MC) olarak bilinmektedir. Moleküler haberleşme sistemlerinde iletim için kullanılan bilgi parçacıkları protein, DNA gibi biyolojik bileşenlerden oluşmaktadır. MH konusu ile ilgili yapılacak çalışmaların nano-teknoloji alanındaki gelişmelere büyük katkı sağlayacağı düşünülmektedir. Bu sebeple tez çalışmasında, nano-ölçekli sistemlerde kullanılma potansiyeli olabilecek iki yeni Moleküler haberleşme modeli yazılım ve donanım tabanlı olarak geliştirilip analiz edilmiştir. İlk bölümde, yazılım tabanlı olarak tasarlanan MH modelinde alıcı topolojisi küre, yarım küre, küp, yarım küp ve dikdörtgen prizma gibi değişik formlarda denenerek alıcının sinyal iletim oranı arttırılmaya ve iletim sırasında meydana gelen moleküller arası girişim düşürülmeye çalışılmıştır. Yarım küre alıcı modelinin kullanılması ile sinyal iletim oranının arttığı ve girişimin düştüğü görülmüştür. Önerilen MH modellerinin, başta Alzaymır olmak üzere birçok hastalığa sebep olan Amyloid Beta (Aβ 40-42) peptitlerinin biyolojik nöronal/moleküler ağda negatif etkisinin kompanze etme yönünde potansiyelinin olduğu düşünülmektedir. İkinci bölümünde ise Hodgin Huxley ve Izhikevich'in önerdiği elektronik tabanlı nöron modelleri temel alınarak bazı aktif ve pasif elektronik devre elemanları ile yeni bir nöron modeli geliştirilmiştir. Literatürdeki mevcut sistemler ile karşılaştırıldığında önerilen dinamik modelin daha gerçekçi ve sinir hücrelerinin ürettiği darbe şekillerine yakın darbeler ürettiği görülmüştür. MH modelinin sinaptik boşluğunda bulunan kapasitenin geçirgenliği ve difüzyon katsayısı ile Aβ (40-42)'nın sinir hücreleri arasındaki bilgi aktarımını engelleyen etkisi arasındaki ilişki irdelenerek araştırılmış ve buna göre önermeler geliştirilmiştir. Anahtar Kelimeler: Moleküler haberleşme, nöronal haberleşme, amyloid beta, alıcı, reseptör