Mikroskop altındaki hareket: bilimsel görüntü ne zaman sanata dönüşür

Xu'nun aynı söyleşide söylediği cümle, yarışmanın varlık sebebini de özetliyor: “Yaşam durağan bir resim değil. Yaşam hareket eder.”

Elli yıllık bir fotoğraf yarışmasının video kolu

Nikon'un mikrofotoğrafçılık yarışması 1975'te başladı; hareketli görüntü dalı ise 2011'de eklendi. İki dal arasındaki fark basit: biri mikroskoptan çekilmiş tek kare, diğeri film ya da zaman aşımlı (time-lapse) çekim. Katılan işler özgünlük, bilgi değeri, teknik yeterlik ve görsel etki başlıklarında değerlendiriliyor; jüride bilim ve ileri ışık mikroskopisi alanından uzmanlar bulunuyor. Bu yılın jürisinde, Colorado Boulder Üniversitesi'nden Dr. Joe Dragavon ve Boston'daki Museum of Science'tan teknik tasarımcı Quinten Geldhof gibi isimler yer aldı — yani panel baştan beri hem laboratuvara hem sergi salonuna bakıyor.

Sanat dergisi Colossal'ın aktardığına göre bu yıl 40 ülkeden 340'ın üzerinde video başvurdu. İlk beşin listesi, Nikon'un resmî yarışma sayfasındaki künyelerden derlendi:

Tablodaki teknik adları kulağa benzer gelebilir, ama her biri farklı bir hile. Karanlık alan aydınlatmasında örneğin üzerine doğrudan ışık gönderilmez; yalnızca örnekten yana saçılan ışık toplanır, böylece saydam bir larva siyah zeminde parlar. DIC, ışığı iki kolu arasındaki yol farkından kabartma benzeri bir üç boyutluluk üretir; boyamaya gerek kalmaz. Konfokal mikroskop ise tek bir düzlemden gelen ışığı süzerek örneği dilim dilim tarar, bu yüzden hücre içindeki organelleri ayrı ayrı gösterebilir.

Canlıyı öldürmeden filme çekmek

Bu görüntülerin asıl güçlüğü estetik değil fizik. Tek bir silya inanılmayacak kadar küçük ve çok hızlı vuruyor; üstelik örneğin çekim boyunca canlı kalması ve doğal davranması gerekiyor. Mikroskopide çözünürlüğü artırmanın klasik yolu ya floresan boya eklemek ya da ışığı kuvvetlendirmek — ikisi de canlı dokuyu rahatsız ediyor.

Xu'nun Masters of Microscopy söyleşisindeki ifadesi tam bu noktada duruyor: “Herkes parlak, temiz bir görüntü ister; ama güçlü ışık canlı hücreleri hasara uğratır ve davranışlarını değiştirir. Hücrelerin gerçek, doğal davranışını yakalamak, ölmekte olan hücrelerin kusursuz videosunu üretmekten daha iyi ve daha önemlidir.”

Bu yüzden Xu ve çalışma arkadaşları çözünürlüğü artırmak yerine ışığı şekillendirmeye yöneldi. Sistem, birden çok ışık dalgası ve bir dijital mikro-ayna aygıtı (DMD) kullanarak aydınlatmayı noktası noktasına denetliyor; böylece hızlı hareket yüksek çözünürlükte kaydedilirken örneğe düşen ışık dozu en aza iniyor. Xu üç koşulu tek cümleye indiriyor: “Hızlı, nazik ve keskin. Sistemin üçünü aynı anda yapması gerek.”

Ödül alan çekim 2025'in aralık ayında yapıldı ve sistemin beşinci sürümüyle gerçekleşti; geliştirme 2021'de başlamış. Xu, daha önceki sürümlerde Cambridge Üniversitesi'nden Prof. Sarah Bohndiek ve şimdi Exeter Üniversitesi'nde olan Dr. Calum Williams ile çalıştığını söylüyor. Yarışma sonucu ona Pekin'den Singapur'a taşınırken ulaştı: Tsinghua Üniversitesi'ndeki öğretim görevlisi kadrosunu bırakıp Singapur Ulusal Üniversitesi'nde araştırmacı olarak işe başlıyordu. Bu yüzden yarışma künyesinde Tsinghua yazıyor, söyleşide ise Singapur.

Renkler nereden geldi? Dürüst cevap

Yarışmanın resmî künyesinde birinci olan çalışmanın altında tek satırlık bir uyarı var: “Sonradan işlemede yapay zekâ destekli.” Nikon'un söyleşisi bunu daha açık anlatıyor: ham veri, dijital mikro-ayna ve kırınımlı optik ögeler üzerine kurulu özel bir süper çözünürlük mikroskobundan gri tonlamalı bir dizi olarak alınmış; ardından gözetimsiz bir sinir ağı yöntemi, bu gri verinin içindeki yapıları birbirinden ayırmak ve daha canlı bir görüntü üretmek için kullanılmış. Tüycüklerin tabanındaki yapılar da bu işlemden sonra belirginleşmiş.

Burada durup düşünmeye değer, çünkü mikroskop görüntüsünün “sanat” sayılması tartışmasının merkezi tam burası. Floresan mikroskopisindeki kırmızı, yeşil ve mavi zaten dokunun gerçek rengi değildir; boyaların ya da genetik olarak eklenmiş proteinlerin yaydığı dalga boylarını insan gözüne ayırt edilebilir kılmak için atanmış renklerdir. Karanlık alan ve DIC de aynı şekilde optik bir yorum üretir. Yani “renk sonradan verildi mi” sorusunun cevabı neredeyse her zaman evet; asıl soru şu: verilen renk ölçülen veriyle birebir eşleşiyor mu, yoksa estetik bir tercihle mi yerleştirildi?

Nikon'un bu yıl birinci seçtiği işte ikisi bir arada duruyor. Tüycüklerin vuruş düzeni ölçülmüş bir olgu; onu sarmalayan renk ve kontrast bir sunum tercihi. Nikon Instruments'ın iletişim yöneticisi Eric Flem'in PetaPixel'e verdiği değerlendirmede bu ikilik açıkça sahiplenilmiş: kendisi işlerin “bilimsel araştırmanın içindeki sanatı” gösterdiğini söylüyor. Yine de bir ölçüt eksik kalıyor: yarışma, sonradan işlemenin nerede bitip yorumun nerede başladığını belirleyen yayımlanmış bir eşik açıklamıyor. Bu sınır şimdilik jürinin takdirinde.

Haeckel'den bu yana değişen ne?

Bilimsel görüntünün estetikle iç içe geçmesi yeni değil. Alman doğa bilimci Ernst Haeckel, 1904'te yayımlanan Kunstformen der Natur (Doğanın Sanat Biçimleri) albümünde radyolaryaları, denizanalarını ve çıplak solungaçlı deniz salyangozlarını litografya levhalarında dizmişti; levhaların çoğu, Haeckel'in eskizlerinden litografyacı Adolf Giltsch tarafından basılmıştı. Bu levhalar hem zoolojik kayıt hem de duvara asılacak birer desendi — ve Haeckel'in simetriyi olduğundan düzgün çizdiği yönündeki eleştiri, bugün yapay zekâ destekli işlemeye yönelen soruyla aynı aileden geliyor.

Bağlantı yalnızca üslupta da değil. Bu yılın mansiyon listesinde Viyana Tıp Üniversitesi Beyin Araştırma Merkezi'nden Dr. Igor Adameyko'nun iki işi var: biri Cyerce kikutarobabai adlı renkli bir deniz salyangozunun hareketi, diğeri suda sürüklenen minik bir denizyıldızı larvası. Haeckel'in 120 yıl önce sabit levhalara çizdiği iki canlı grubu, şimdi hareket halinde ödül alıyor. Adameyko her iki işi de 0,9X'ten 40X'e kadar değişen büyütmeyle çekmiş; salyangoz için karanlık alan aydınlatması kullanmış.

Denizyıldızı larvası bu yarışma için tanıdık bir konu. Nikon'un kendi haber arşivine göre 2016'daki altıncı Small World in Motion yarışmasında birinciliği, Stanford Üniversitesi'nden William Gilpin'in Vivek N. Prakash ve Manu Prakash ile birlikte çektiği sekiz haftalık bir denizyıldızı larvası görüntüsü almıştı. Orada larvanın besinini çekmek için suda ürettiği girdaplar görünüyordu; Nikon'un duyurusundaki ifadeyle bu girdapların bir bedeli de vardı: “Suyun zarif girdapları parçacıkları hayvanın bedenine doğru verimli biçimde çeker, ama bunun bir bedeli var: larvanın yırtıcılardan kaçmak için yüzme yeteneğini azaltırken bir yandan da bulunduğu yeri ilan eder.” Hareket, durağan karenin söyleyemediği bir ödünleşmeyi böyle açığa çıkarmıştı.

Görüntüleri nerede izleyebilirsiniz

Yarışmanın kendi oynatıcısı Nikon Small World sitesinde; ilk beşin derlemesi Live Science kanalında da yayımlandı. Çekimlerin sahipleri yukarıdaki tabloda adı geçen araştırmacılar ve amatörler.

Sırada ne var

Nikon, 2026 yarışmalarının başvurularını kapattığını duyurdu; yani bu listenin bir sonraki halkası önümüzdeki yıl gelecek. Asıl açık soru başka: gözetimsiz sinir ağları mikroskop verisinin içindeki yapıları ayırmakta iyileştikçe, bir görüntünün ne kadarının ölçüm ne kadarının yorum olduğunu okurun anlaması zorlaşacak. Xu'nun genç araştırmacılara verdiği öğüt bile bu gerilimi taşıyor: örneğe iyi bak, canlı hücreyle çalışırken mümkün olan en az ışığı kullan, verinin içindeki gizli güzelliği açığa çıkarmak için yapay zekâyı benimse. Bir yarışma bu üç maddeyi aynı anda ödüllendirebilir; peki bir bilimsel dergi, bir teşhis raporu ya da bir ders kitabı için eşik nerede olmalı?

Fotoğraf: 8x57is, CC BY-SA 4.0, Wikimedia Commons