نظارات تراقب تعابير الوجه وترصد المؤشرات الصحية

مجسات تتابع نشاط عضلات الوجه قرب العينين والفم

الصورة من «إمتيك لابس»
الصورة من «إمتيك لابس»
TT

نظارات تراقب تعابير الوجه وترصد المؤشرات الصحية

الصورة من «إمتيك لابس»
الصورة من «إمتيك لابس»

تسعى شركة «إمتيك لابس» لإنتاج نظارة تشكل الذروة الجديدة للتكنولوجيا الصحية القابلة للارتداء. وبالفعل، طرحت الشركة، ومقرها برايتون في إنجلترا، نظارة جديدة قادرة على استشعار المشاعر البشرية، وتحت اسم «سنس» Sense.

رصد تعابير الوجه

وتحوي النظارة تسعة مجسات بصرية، موزعة عبر الحواف لرصد التغييرات الدقيقة في تعبيرات الوجه، بمستوى دقة يتجاوز 93 في المائة، عند اقترانها ببرنامج «إمتيك» الحالي.

في هذا الصدد، شرح ستين ستراند، الرئيس التنفيذي الجديد للشركة: «إذا تحرك وجهك، يمكننا التقاطه». وبالاعتماد على مثل هذه البيانات التفصيلية، «يمكنك الشروع حقاً في فك شفرة جميع البيانات التفصيلية».

ويمكن لهذه البيانات المستمرة معاونة الأفراد على اكتشاف أنماط محددة في سلوكهم وحالتهم المزاجية، على غرار تطبيقات تعقب النشاطات أو النوم.

وتسعى «إمتيك لابس» (Emteq Labs)، في الوقت الراهن، إلى دفع التكنولوجيا الخاصة بها إلى خارج حدود المختبرات وتحويلها إلى تطبيقات مستخدمة على أرض الواقع. وتنتج الشركة حالياً عدداً ضئيلاً من نظارات «سنس»، ومن المقرر إتاحتها لشركاء تجاريين في ديسمبر (كانون الأول).

ويأتي هذا الإعلان بعد أسابيع فقط من كشف كل من «ميتا» و«سناب» عن نظارات واقع معزز لا تزال قيد التطوير.

إلا أن نظارات «سينس» لا تزال بعيدة عن طور الاستخدام كما يقول ستراند، الذي كان يشغل سابقاً القسم المعني بنظارات الواقع المعزز. ويضيف: «يمكننا لاحقاً طرح نظارات خفيفة الوزن نعتقد أن بإمكانها توفير بعض المزايا الصحية الرائعة حقاً».

الصورة من «إمتيك لابس»

خفة التصميم وثقل البطاريات

وفي الوقت الذي تتطلب سماعات الواقع المعزز الحالية التي يجري ارتداؤها على الرأس، حزم بطاريات كبيرة لتشغيل الأجهزة، فإن النظارات بطبيعتها تستلزم تصميماً خفيف الوزن.

وعن ذلك، قال ستراند في حديث لمجلة «سبيكترم» الصادرة عن جمعية المهندسين الكهربائيين الأميركية: «تكتسب كل ذرة من الطاقة، وكل ذرة من الوزن أهمية حيوية». جدير بالذكر أن النسخة الراهنة من نظارات «سنس» تبلغ زنتها 62 غراماً، مما يجعلها أثقل قليلاً عن نظارات «راي بان ميتا» الذكية، التي يقدر وزنها بنحو 50 غراماً.

وبسبب القيود التي تفرضها مسألة الوزن، لم تتمكن «إمتيك» من استخدام الكاميرات التي تستهلك الكثير من الطاقة، والتي تستخدم عادة في خوذ الرأس. وفي العادة ومن خلال الكاميرات في تلك الخوذ يجري اكتشاف الحركة عبر النظر في كيفية تغير البكسل بين الصور المتتالية. وتعتبر هذه الطريقة فاعلة، لكنها تلتقط الكثير من المعلومات المكررة، وتستهلك المزيد من الطاقة.

«رؤية الذبابة»

وبدلاً من ذلك، اختار مهندسو النظارات الاعتماد على أجهزة استشعار بصرية، تلتقط بكفاءة «المتجهات» عندما تتحرك النقاط على الوجه بسبب حركة العضلات الأساسية. واستوحى مبتكرو النظارة هذه الفكرة من كفاءة رؤية الذبابة.

في هذا الصدد، قال تشارلز ندوكا، مؤسس شركة «إمتيك»: «يتميز الذباب بفعالية يتعذر تصديقها فيما يخص قياس الحركة. ولهذا السبب تحديداً يعجز المرء عن ضرب هذه الأشياء اللعينة، فهي تتمتع بمعدل التقاط عينات مرتفع للغاية داخلياً».

بوجه عام، يمكن لنظارات الاستشعار التقاط البيانات بمعدل يصل إلى 6 آلاف مرة في الثانية. كما يضيف النهج القائم على المتجهات بعداً ثالثاً إلى عرض الكاميرا النموذجي ثنائي الأبعاد للبكسلات في مستوى واحد.

وتبحث هذه المستشعرات أو المجسات عن تنشيط عضلات الوجه. ولذا فإن المنطقة المحيطة بالعينين مكان مثالي في هذا الصدد. وأوضح ندوكا، الذي يعمل كذلك جراح تجميل في المملكة المتحدة، أنه في حين أنه من السهل قمع الابتسامة أو فرضها على الوجه، فإن النصف العلوي من وجهنا عادة ما يكون مسرحاً للمزيد من الاستجابات اللاإرادية.

ومع ذلك، يمكن للنظارات كذلك جمع معلومات حول منطقة الفم، عبر مراقبة عضلات الخد التي تتحكم في حركات الفك، والواقعة بالقرب من الحافة السفلية للنظارة. بعد ذلك، يجري نقل البيانات، التي جرى جمعها من النظارات، لتمريرها عبر خوارزميات «إمتيك»، من أجل ترجمة بيانات المتجهات إلى معلومات قابلة للاستخدام.

وجبات الطعام والمؤشرات الصحية

بجانب تفسير تعبيرات الوجه، يمكن الاستعانة بـ«سنس» لتتبع عملية تناول الطعام، وهو تطبيق جاء اكتشافه بالصدفة عندما كان أحد مطوري «إمتيك»، يرتدي النظارات في أثناء تناول الإفطار. وعبر مراقبة حركة الفك، تكتشف النظارات متى يمضغ المستخدم طعامه، ومدى سرعة تناوله للطعام. وفي الوقت نفسه، تلتقط الكاميرا الموجهة لأسفل صورة بغرض تسجيل الطعام، وتعتمد على نموذج لغوي ضخم لتحديد ما هو موجود بالصورة.

وفي الوقت الحاضر، تعتمد «إمتيك» على نسخة من نموذج «جي بي تي - 4 GPT - 4» اللغوي الكبير لإنجاز هذه المهمة. ومع ذلك، لدى الشركة خطط لإنشاء خوارزميتها الخاصة في المستقبل. كما أن هناك تطبيقات أخرى، بما في ذلك مراقبة النشاط البدني والوضعية، قيد التطوير.

ويعبر ندوكا عن اعتقاده بأن نظارات «إمتيك» تمثل «تكنولوجيا أساسية»، على غرار الطريقة التي يستخدم بها مقياس التسارع لمجموعة من التطبيقات في الهواتف الذكية، بما في ذلك إدارة اتجاه الشاشة، وتتبع النشاط، وحتى الكشف عن أضرار البنية التحتية.

وعلى نحو مماثل، اختارت «إمتيك» تطوير التكنولوجيا كمنصة عامة لبيانات الوجه لمجموعة من الاستخدامات. على سبيل المثال، يبدي ندوكا حماسه إزاء تطوير أداة لمساعدة المصابين بشلل الوجه. إلا أن الجهاز المتخصص لهؤلاء المرضى سيتسم بتكلفة مرتفعة للوحدة، ولن يكون في متناول المستخدم المستهدف. وعليه، فإن السماح لمزيد من الشركات باستخدام الملكية الفكرية وخوارزميات «إمتيك» من شأنه أن يخفض التكلفة.

وفي ظل هذا التوجه، يتمثل الهدف العام لاستخدامات «سنس» المحتملة في ابتكار تطبيقات صحية. وإذا نظرنا إلى تاريخ الأجهزة القابلة للارتداء، فستجد أن الصحة لطالما شكلت المحرك الأساسي لها.

وقد ينطبق القول ذاته على النظارات. وهنا، أوضح ستراند أن هناك إمكانية لأن تصبح البيانات المتعلقة بالنظام الغذائي والعواطف، «الركيزة التالية لتطبيقات الصحة»، بعد النوم والنشاط البدني.

إلا أنه حتى الآن، لم يتحدد بعد السبيل لتوصيل البيانات إلى المستخدم. ففي بعض التطبيقات، يمكن استخدام النظارات لتوفير ردود فعل في الوقت الحقيقي - على سبيل المثال، عبر الاهتزاز لتذكير المستخدم بإبطاء تناول الطعام. أو يمكن استخدامها من قبل المتخصصين بمجال الصحة فقط لجمع بيانات أسبوع كامل، من داخل المنزل، للمرضى الذين يعانون من حالات صحية.

تفسيرات متفاوتة وخروقات الخصوصية

وتخطط شركة «إمتيك» للعمل مع مقدمي الخدمات من الخبراء لتعبئة المعلومات بشكل مناسب للمستخدمين. في هذا الصدد، قالت فيفيان جينارو موتي، الأستاذة المساعدة بجامعة جورج ميسون، التي تقود مختبر التصميم المرتكز على الإنسان، إن تفسير البيانات يجب أن يجري بعناية. وقد تختلف معاني التعبيرات، بحسب العوامل الثقافية والديموغرافية. وهنا، كما أضافت موتي: «نحن بحاجة إلى الأخذ في الاعتبار أن الناس يستجيبون أحياناً للعواطف بطرق مختلفة». وشرحت أنه في ضوء ضعف التنظيم للأجهزة القابلة للارتداء، من المهم ضمان الخصوصية وحماية بيانات المستخدم. وحرصت موتي على إثارة هذه النقاط ببساطة لأن هناك إمكانات واعدة للجهاز. وعن ذلك، قالت: «إذا انتشرت هذه التكنولوجيا على نطاق واسع، من المهم أن نفكر بعناية في الآثار المترتبة عليها».

بالمثل، ينصب اهتمام إدوارد سازونوف، أستاذ الهندسة الكهربائية والحاسوبية بجامعة ألاباما، الذي طور جهازاً مشابهاً لتتبع النظام الغذائي في مختبره، على مسألة الخصوصية. بالتأكيد وجود كاميرا مثبتة على نظارات «إمتيك» يمكن أن يخلق مشكلات، سواء فيما يتعلق بخصوصية المحيطين بالمستخدم أو المعلومات الشخصية للمستخدم نفسه. وبالنظر إلى أن الكثير من الأشخاص يتناولون طعامهم أمام أجهزة الكومبيوتر أو الهواتف المحمولة، لذا قد تكون البيانات المرئية حساسة.

وعليه، عبر سازونوف عن اعتقاده بأنه من أجل اعتماد تكنولوجيا مثل تلك الخاصة بنظارات «سنس»، يجب أولاً الإجابة عن الأسئلة المتعلقة بسهولة الاستخدام ومخاوف الخصوصية. وأضاف: «إن التكنولوجيا القائمة على النظارات لديها إمكانات مستقبلية عظيمة - إذا نجحنا في استغلالها على النحو الصائب».



«الحمض النووي الريبي الطويل غير المشفَّر» مفتاح لعلاج الصرع والتوحد

«الحمض النووي الريبي الطويل غير المشفَّر» مفتاح لعلاج الصرع والتوحد
TT

«الحمض النووي الريبي الطويل غير المشفَّر» مفتاح لعلاج الصرع والتوحد

«الحمض النووي الريبي الطويل غير المشفَّر» مفتاح لعلاج الصرع والتوحد

تمكن باحثون في كلية الطب بجامعة نورث وسترن في الولايات المتحدة من تحديد الحمض النووي الريبي الطويل غير المشفر الذي يعمل مثل المكابح، حيث يتحكم في كمية البروتين التي ينتجها الجين.

ويعد هذا الاكتشاف مهماً للمرضى الذين يعانون من اضطراب نادر في النمو العصبي عندما يتسارع إنتاج البروتين بشكل لا يمكن السيطرة عليه، ما يؤدي إلى أعراض شديدة بما في ذلك حدوث الإعاقات الفكرية الشديدة، وضعف الكلام وفقدان المهارات الحركية.

الحمض النووي الريبي الطويل غير المشفّر

وتسلط دراسة جديدة نُشرت في مجلة نيو إنغلاند الطبية the New England Journal of Medicine في 23 أكتوبر (تشرين الأول) 2024 برئاسة الباحثة الرئيسية الدكتورة جيما كارفيل، الأستاذة المساعدة في علم الأعصاب وعلم الأدوية وطب الأطفال في كلية فاينبرغ للطب بجامعة نورث وسترن الولايات المتحدة الضوء على دور الحمض النووي الريبي الطويل غير المشفر الذي يسمى (lncRNA) (long non - coding RNA). وهو نوع من الحمض النووي الريبي الذي لا يتم ترجمته إلى بروتين، والذي يلعب دوره في منع الإفراط في إنتاج البروتين.

آفاق علاجية للصرع والتوحد

وتؤكد الدراسة إمكانات الآليات التنظيمية القائمة على الحمض النووي الريبي بوصفها أهدافاً للعلاجات المستقبلية. ففي حين أن معظم الحمض النووي الريبي يصنع البروتينات، فإن الحمض النووي الريبي الطويل غير المشفر لا يصنع البروتينات، ولكنه ضروري لتنظيم نشاط الجينات.

ولا يقتصر الأمر على أن هذا الاكتشاف له آفاق علاجية على المرضى الذين يعانون من اضطرابات النمو العصبي مثل الصرع والتوحد، بل إن الدراسة تؤكد أيضاً الحاجة إلى استكشاف المناطق غير المشفرة غير المدروسة داخل الجينوم البشري.

فرط إنتاج البروتين

ويعد أحد الجينات وهو الجين CHD2 بالغ الأهمية لتطور الدماغ، حيث ينتج بروتيناً يجب أن يكون موجوداً بكمية متوازنة، فالكثير جداً أو القليل جداً يؤدي إلى خلل كبير في وظائف الدماغ.

وفي حالة المرضى الذين يعانون من اضطراب نادر عندما يُزال الحمض النووي الريبي الطويل غير المشفر، تتم إزالة «الفرامل» عن إنتاج البروتين بشكل فعال، ما يؤدي إلى الإفراط في الإنتاج. وينتج عن ذلك أعراض شديدة بما في ذلك التأخير الفكري وعدم القدرة على الكلام والإعاقة البدنية.

دراسة بشرية

وبينما ركزت الدراسات السابقة في الغالب على نماذج الفئران، فإن هذه الدراسة قدمت أول دليل على البشر باستخدام بيانات من ثلاثة مرضى يعانون من إنتاج البروتين المفرط بسبب حذف الحمض النووي الريبي الطويل غير المشفر.

وأشارت النتائج إلى أن جين CHD2 هو واحد فقط من العديد من الجينات التي تحتاج إلى مستويات بروتين منظمة بإحكام للعمل السليم. وقد لاحظت المؤلفة المشاركة آن أودونيل لوريا، المديرة المشاركة لمركز برود لعلم الجينوم المندلي وعضوة المعهد في برود وطبيبة علم الوراثة السريرية في مستشفى بوسطن للأطفال والأستاذة المساعدة في طب الأطفال في كلية الطب بجامعة هارفارد، أن هذه النتائج يمكن أن تساعد في تقديم إجابات للمرضى الذين يعانون من اضطرابات وراثية نادرة غير مشخصة.

وهذا، كما تقول، يشير إلى الحاجة إلى استكشاف المناطق غير المشفرة في الجينوم في التشخيص؛ إذ غالباً ما تخفق أو تفشل الاختبارات الجينية التقليدية التي تفحص فقط 1 بالمائة من الجينوم الذي يشفر البروتينات. أما العناصر غير المشفرة مثل الحمض النووي الريبي الطويل غير المشفر فيمكن أن تكشف عن الأسباب الجينية الخفية للمرض، وقد تقدم إجابات لبعض العائلات العديدة التي لا تزال تنتظر تشخيص مرض نادر.

علاجات مستقبلية

وحالياً يتم علاج مرضى الصرع بأدوية مضادة للنوبات، ولكنها تعالج أعراض الاضطراب وليس السبب الجذري. وبالإضافة إلى ذلك لا يستجيب 30 بالمائة من مرضى الصرع للأدوية الحالية.

ومن الناحية المثالية ترغب كارفيل وفريقها في علاج مرضى الصرع والاضطرابات الأخرى المرتبطة بالنوبات باستخدام علاجات تستهدف الجينات لتصحيح السبب الجذري، أي التغيير الجيني. ويمثل تحديد المناطق غير المشفرة التي تتحكم في التعبير الجيني مثل الحمض النووي الريبي الطويل غير المشفر إحدى الطرق التي يفكر بها فريقها في استخدام معرفتهم بالجينوم البشري لتصميم علاجات تستهدف الجينات.

خريطة طريق لعلاج الاضطرابات

تم اكتشاف طفرات الجين CHD2 في عام 2013 بوصفها عاملاً وراثياً في ​​الصرع. وغالباً ما تؤدي الطفرات إلى نوبات مقاومة للعلاج وإعاقة ذهنية وتأخر في النمو والتوحد وأعراض عصبية أخرى.

كما سلطت إحدى الدراسات الحديثة التي نشرت في 8 أكتوبر 2024 في مجلة Therapeutic Advances in Rare Disease برئاسة برايان برودبنت، طبيب مشارك في التحالف لعلاج طفرات الجين CHD2 في مدينة دالاس الأميركية، الضوء على الحمض النووي الريبي الطويل غير المشفر القريب الذي ينظم التعبير عن الجين CHD2 بوصفه هدفاً علاجياً محتملاً.

ويُظهر الأفراد الذين يعانون من حذف هذا الحمض تعبيراً (إنتاجاً) زائداً عن الجين، ونتيجة لذلك يعانون من أعراض أكثر حدة.

وتهدف «خريطة الطريق لعلاج الجين CHD2» التي وضعها مركز «التحالف من أجل العلاج» في الولايات المتحدة (CCC) CHD2 The Coalition to Cure لإيجاد علاجات آمنة وفعالة من شأنها علاج الاضطرابات المرتبطة بالجين، وكذلك إلى تسريع التقدم من خلال ست خطوات هي: تحديد المرضى وتعريفهم، وتطوير نماذج الجين، ودراسة هذه النماذج، واختبار العلاجات، وإشراك مجتمع المرضى، وفي النهاية إيجاد العلاج.

وتشمل العلاجات المحتملة كلاً من العلاجات الجديدة الخاصة ببيولوجيا الجين CHD2 وإعادة استخدام المركبات المعتمدة من قِبل إدارة الغذاء والدواء في الولايات المتحدة. لكن لا تزال هناك تحديات رئيسية مثل تحديد المؤشرات الحيوية القابلة للقياس وضمان توصيل العلاج إلى المخ، والإجابة عن الأسئلة العلمية المعقدة المحيطة بوظائف الجين والحمض النووي الريبي الطويل غير المشفر.