Yakın zamanda Current Biology dergisinde yayımlanan bir çalışmaya göre, araştırmacılar yalnızca nefes izlerini kullanarak kişileri yaklaşık yüzde 97’lik bir isabet oranıyla tanımlamayı başardı. Bu gelişme, çok yakında sadece bir nefes analiziyle hastalıkların teşhis edilebileceğinin habercisi. Hatta bu teknoloji, kullandığınız ilacın alınıp alınmadığını veya vücut tarafından doğru bir şekilde emilip emilmediğini bile saptayabilecek. Araştırmacıların düşüncesine göre, her beynin şekil verdiği nefes alma deseni kendine özgüdür.
Bilim insanları, tıpkı alkolmetrelerde olduğu gibi, nefes izinizin hastalıkların teşhisinde bir rol oynayıp oynamayacağını inceliyor. İnsanlar süper koku alma yeteneklerine sahip olmasa da, yakın bir gelecekte alkol testine benzer şekilde bir cihaza üflenecek nefes; kanser, enfeksiyonlar, nörolojik rahatsızlıklar gibi durumları ve hatta ilaçların etkinliğini tespit etme potansiyeli taşıyor.
Bilinç dışı bir eylem olan nefes alma, ilk bakışta basit görünse de aslında son derece kompleks bir mekanizmadır. Solunumun vücuttaki her şeyle koordinasyon içinde olması gerekir. Konuşma veya koşma gibi eylemler sırasında doğru anlarda nefes alıp verebilmek için, solunum sistemi beynin çeşitli bölgeleriyle devamlı bir iletişim kurar. Nefes alma süreci beyin sapındaki solunum merkezinde başlasa da, beynin dil, duygular ve motor becerilerden sorumlu bölgeleri de dahil olmak üzere çok geniş bir alanıyla koordine edilir. Bilim insanları, beynin nefes alıp verişimizi nasıl biçimlendirdiğini, nefesin beyin üzerindeki etkilerini ve bu bilgilerin doktorlara hastaların sağlık durumu hakkında neler söyleyebileceğini hala araştırmaya devam ediyor.
## Oğlunun Hastalığını Koklayarak Anlayan Anne
The Sun gazetesinde yer alan bir habere göre, olağanüstü bir koku alma yeteneği olduğunu belirten bir anne, oğlunun yakalandığı ciddi rahatsızlığı nefesindeki kokudan teşhis etti. Anne, oğlunun nefesinde meyvemsi, adeta oje gibi bir koku olduğunu sezdi. Birkaç gündür kendini halsiz hisseden ve iştahsız olan oğlunda soğuk algınlığı ya da grip semptomları görülmüyordu. Doktor randevusu alamayınca ve koku giderek belirginleşince, evdeki glikoz ölçüm cihazıyla oğlunun kan şekerinin tehlikeli seviyede yüksek olduğunu tespit etti. Hastaneye gittiklerinde doktorlar, oğluna tip 1 diyabet tanısı koydu ve insülin eksikliği sebebiyle vücudun şekeri enerji olarak kullanamayıp yağ yakmaya başladığı, bu durumun da meyve kokulu nefese yol açan yüksek düzeyde asit ketonları ürettiği ketoasidoz adı verilen ciddi bir tablonun eşiğinde olduğunu belirtti.
## Nefesiniz Nelerden Oluşur?
Verdiğimiz nefes, yalnızca sıcak havadan ibaret değildir. Bilim insanları, insan nefesinde binden fazla farklı kimyasal bileşik saptamıştır. Nefesin yaklaşık %99’u; %78 azot, %16 oksijen, %5 karbondioksit ve su buharından meydana gelir. Geriye kalan %1’lik kısım ise uçucu organik bileşikler (VOC) olarak adlandırılan ve içinde aseton, izopren, amonyak, kükürt, etanol, metan ve hidrojen gibi moleküllerin bulunduğu eser gazlardan oluşur.
Solunumla dışarı atılan VOC’ler, metabolik faaliyetlerin bir sonucu olarak hücreler, bakteriler ve diğer mikroorganizmalar tarafından salınan mikroskobik koku molekülleri olarak kabul edilebilir. Tüm bu bileşenler bir araya gelerek, vücudunuzdaki mevcut durumu yansıtan ve “nefes izi” olarak bilinen eşsiz bir kimyasal karışım meydana getirir.
Nefes iziniz; ne yediğiniz, ne kadar su tükettiğiniz, stres seviyeniz ve bir hastalıkla mücadele edip etmediğiniz gibi faktörlere bağlı olarak sürekli bir değişim içindedir.
## Tıpkı Parmak İzi Gibi, Nefesiniz de Eşsizdir
*Current Biology* dergisindeki çalışmayı gerçekleştiren araştırma grubu, temel olarak burun yoluyla koku alma (olfaksiyon) ve beynin bu uyaranlara verdiği tepkiler üzerine odaklanıyor. Bunun nedeni, koku alma esnasında burundan çekilen havanın doğrudan beyne bilgi taşımasıdır.
Her beynin eşsiz bir yapıya sahip olmasından yola çıkan araştırmacılar, bu durumun her bireyin nefes alışveriş düzenini de benzersiz kıldığı hipotezini ortaya attı. Bu hipotezi sınamak amacıyla, burun içine yerleştirilebilen hafif ve giyilebilir bir tüp tasarladılar. Geliştirilen bu cihaz, 24 saat boyunca burundan alınan havayı takip etti. Çalışmaya katılan 100 sağlıklı genç yetişkin, günlük yaşamlarına devam ederken bu burun cihazını taktı ve yaptıkları aktiviteleri bir cep telefonu uygulamasına kaydetti.
### Nefes Alma Düzeni Herkeste Farklılık Gösterdi
Testlerin sonucunda, her katılımcının nefes alma düzeninin açıkça farklılık gösterdiği anlaşıldı. Yapay zeka ile desteklenen analizler, yalnızca nefes desenlerine bakarak bireylerin kimliğini %97 doğrulukla saptayabildi. Bu yüksek doğruluk oranı, 2 yıl boyunca tekrarlanan testlerde de istikrarlı sonuçlar vererek yöntemin güvenilirliğini kanıtladı.
Biyolojik bir sürecin bu denli yüksek bir isabet oranıyla tahmin edilmesi oldukça nadir bir durumdur.
Her bir “nefes parmak izi”, aynı zamanda bireyin zihinsel ve fiziksel durumu hakkında da önemli bilgiler sundu. Belirli nefes kalıplarının, vücut kitle indeksi, uyku-uyanıklık döngüsü ve depresyon ya da anksiyete ile ilişkili olduğu görüldü. Örneğin, anketlerde daha yüksek kaygı seviyeleri bildiren katılımcıların, uyku sırasında daha kısa nefesler aldığı ve nefesler arasında daha düzensiz duraklamalar sergilediği gözlemlendi.
Nefesler arasındaki duraklama, özellikle anlamlı bir parametre olarak dikkat çekti: Bazı bireyler her nefesten sonra bir saniye duraklarken, diğerlerinin duraklama süresi bazen bir, bazen beş saniye olabiliyordu. Bu değişkenlik istatistiği, tahmin modelleri için oldukça etkili bir veri noktası oldu.
## Neden Burun ve Beyin Arasında Bu Kadar Güçlü Bir Bağ Var?
Bilim insanlarına göre, burundan alınan hava ile beyin arasındaki bu yakın ilişkinin kökenleri, koku alma duyusunun evrimsel gelişimine dayanabilir. Nefes almanın zihinsel canlandırma ile bağlantılı olduğu ve kokunun da bir hafıza deposu işlevi gördüğü bilinmektedir.
Uzmanlar, koku alma duyusunun memelilerde ortaya çıkan ilk duyu sistemi olduğunu ve bu sistemin, memeli beyninin yapısal gelişimini organize eden bir tür evrimsel temel teşkil etmiş olabileceğini belirtiyor.
Modern insanlar görsel uyaranlara daha fazla ağırlık verse de, burun solunumu ile beynin birçok bölgesi arasındaki bağlantılar evrimsel bir kalıntı olabilir. Koku ile hiçbir ilgisi olmayan görsel ve mekansal görevleri içeren çalışmalarda, bireylerin bu görevleri nefes alırken daha iyi başardığı görülmüştür. Bu durum, nefes alırken yalnızca kokuya değil; görsel, işitsel ve dokunsal gibi diğer duyusal uyaranlara karşı da daha duyarlı olmamızdan kaynaklanabilir.
## Nefesinizi Değiştirerek Beyninizi Değiştirebilir misiniz?
Daha fazla insan üzerinde yapılacak çalışmalarla nefes alma şekli ile sağlık durumları arasındaki bağlantının ölçülmesi, nefes analizini standart bir tanı yöntemine dönüştürebilir. Çalışmaya dahil olan uzmanlar, şu anda geliştirdikleri cihaz ve analiz yöntemlerini hastalıkların taranması amacıyla test ediyor. Bu bulgular, aynı zamanda nefes alma biçimlerini değiştirmenin beyin işleyişini değiştirip değiştiremeyeceği sorusunu da akıllara getiriyor.
Bu noktada, “sebep mi sonuç mu” ikilemi ortaya çıkıyor: Depresyonda olduğunuz için mi belirli bir şekilde nefes alıyorsunuz, yoksa belirli bir şekilde nefes aldığınız için mi depresyondasınız? Eğer ikinci olasılık doğruysa, bu durum müdahale için yeni tedavi olanakları sunabileceğinden çığır açıcı olabilir. Yani, insanlara daha az depresif veya kaygılı hissetmelerini sağlayacak nefes alma teknikleri öğretilebilir.
## Nefes Analizinin Umut Vadeden Olduğu Hastalıklar
**Parkinson Hastalığı:** Nefes kimyasındaki değişimler, titreme ve katılık gibi motor belirtiler belirmeden önce bile saptanabilir. Geniş kapsamlı meta analizleri içeren bilimsel çalışmalara göre, nefesteki VOC’ler erken evre Parkinson hastalığını yaklaşık %81 duyarlılık ve %76 özgüllükle tespit edebilmektedir. Bu, daha erken müdahalelere imkan tanıyabilir.
**Akciğer Kanseri:** Çok sayıda araştırma, akciğer tümörü ve kanserine sahip bireylerde spesifik VOC desenleri olduğunu ortaya koymuştur. Sekiz özel VOC içeren bir modelle yapılan bir çalışma, daha invaziv tarama yöntemleriyle kıyaslanabilir düzeyde, %93 gibi dikkat çekici bir teşhis isabeti ve %86 özgüllük göstermiştir.
**COVID-19:** Breathonix firmasının BreFence Go gibi cihazları, COVID-19 ile ilişkili VOC’leri 60 saniyeden daha kısa bir sürede %93 duyarlılık ve %95 özgüllükle saptayabilir. Bu, birçok ev tipi testten daha hızlı bir yöntemdir. Henüz ABD’de yaygınlaşmamış olsa da, Singapur, Malezya ve Avrupa’nın bazı bölgelerinde kullanım onayı almıştır.
**Tüberküloz (TB):** Bu hastalık da nefeste belirgin bir kimyasal iz bırakır. Salınan VOC’ler sayesinde aktif TB, geçmişte maruz kalma durumu ve zatürre gibi diğer akciğer enfeksiyonlarının ayrımı yapılabilir.