قناديل البحر قد تندمج في جسد واحد عند الإصابة

يمكن أن يتحول فَردان من قناديل البحر بسهولة فرداً واحداً (سيل برس)
يمكن أن يتحول فَردان من قناديل البحر بسهولة فرداً واحداً (سيل برس)
TT

قناديل البحر قد تندمج في جسد واحد عند الإصابة

يمكن أن يتحول فَردان من قناديل البحر بسهولة فرداً واحداً (سيل برس)
يمكن أن يتحول فَردان من قناديل البحر بسهولة فرداً واحداً (سيل برس)

توصل باحثون من جامعة إكستر البريطانية والمعاهد الوطنية للعلوم الطبيعية باليابان، إلى اكتشاف مدهش يفيد بأن أحد أنواع قناديل البحر (Mnemiopsis leidyi)، المعروف بـ«قنديل المشط» يمكن أن تندمج أفراده في جسد واحد عند تعرّض أحدها للإصابة، بحيث يتحول فردان بسهولة ويسر فرداً واحداً.

وأفادت الدراسة المنشورة، الاثنين، في دورية «سيل برس كرنت بيولوجي»، بأن هذين الفردين يقومان بعد ذلك، بمزامنة سرعة تقلصات عضلاتهما معاً، ويندمجان في جهاز هضمي واحد لمشاركة الطعام.

ويقول كاي جوكورا، من جامعة إكستر بالمملكة المتحدة والمعاهد الوطنية للعلوم الطبيعية في أوكازاكي باليابان: تشير نتائجنا إلى أن «قنديل المشط» قد يفتقر إلى القدرة على التمييز بين الذات والآخرين.

ويوضح في بيان صادر الاثنين: «تظهر البيانات أن فَردين منفصلين يمكنهما دمج أنظمتهما العصبية بسرعة ومشاركة إمكانات الحياة والعمل معاً».

أكد جوكورا وزملاؤه هذه الملاحظة المفاجئة بعد الاحتفاظ بمجموعة من «قناديل المشط» في خزان مياه البحر داخل المختبر، حيث لاحظوا فرداً كبيراً بشكل غير عادي، يبدو أنه يحتوي على طرفين خلفيين وبنيتين حسيتين تُعرفان بالأعضاء القمية، بدلاً من عضو واحد. لقد تساءل الباحثون عما إذا كان هذا الفرد غير العادي قد نشأ من اندماج اثنين من قناديل المشط المصابة.

لمعرفة الإجابة العلمية الدقيقة عن ذلك السؤال، أزالوا فصوصاً جزئية من أفراد آخرين ووضعوها قريبة من بعضها بعضاً في أزواج. وكانت المفاجأة أن الأفراد المصابين أصبحوا واحداً، في 9 من أصل 10 مرات، وأكملوا حياتهم على هذا النحو لمدة 3 أسابيع على الأقل.

وأظهرت النتائج أنه بعد ليلة واحدة، يصبح الفردان الأصليان واحداً في سلاسة غير متوقعة، ودون أي فصل واضح بينهما.

وعندما أثَّر الباحثون على فص واحد، استجاب الجسم المندمج بالكامل باستجابة مفاجئة بارزة؛ مما يشير إلى أن أنظمتهم العصبية كانت مندمجة اندماجاً كاملاً أيضاً.

وهو ما علق عليه جوكورا: «لقد اندهشنا عندما لاحظنا أن التحفيز الميكانيكي الذي جرى تطبيقه على جانب واحد من قناديل المشط المندمجة أدى إلى تقلص عضلي متزامن على الجانب الآخر».

وأظهرت الملاحظات الأكثر تفصيلاً أن قناديل المشط المندمجة كانت لها حركات عفوية خلال الساعة الأولى. بعد ذلك، بدأ توقيت الانقباضات في كل فص في التزامن بشكل أكبر. وبعد ساعتين فقط، كانت 95 في المائة من تقلصات عضلات الحيوان المندمج متزامنة تماماً، كما أفادوا.

كما نظر الباحثون من كثب إلى الجهاز الهضمي ليجدوا أنه اندمج أيضاً. وعندما تناول أحد الأفواه روبياناً ملحياً مُرمزاً بالفلورسنت، شقت جزيئات الطعام طريقها عبر القناة المندمجة. وفي النهاية، طرد القنديل المندمج الفضلات من كلا الشرجين، وإن لم يكن في الوقت نفسه.

ويقول الباحثون إنه لا يزال من غير الواضح كيف يعمل اندماج فردين في واحد استراتيجيةً للبقاء. ويقترحون أن الدراسات المستقبلية ستساعد في سد هذه الفجوات وتسهم في مزيد من الفهم، مع آثار ذلك المحتملة على البحوث التي تتعلق بتجديد أعضاء الجسم.

ويقول جوكورا: «ترتبط آليات التعرف على كل هذه التغيرات بالجهاز المناعي، كما يرتبط اندماج الجهازين العصبيين ارتباطاً وثيقاً بالبحوث المتعلقة بعمليات تجديد أعضاء الجسم. إن كشف الآليات الجزيئية التي تكمن وراء هذا الاندماج يمكن أن يعزّز المجالات البحثية في هذا الإطار بشكل حاسم».


مقالات ذات صلة

بيئة السمكة الشبح (المعهد الوطني للمياه والغلاف الجوي في نيوزيلندا)

باحثون يكتشفون سمكة قرش جديدة ومذهلة في نيوزيلندا

تم اكتشاف نوع جديد من أسماك القرش الشبح في أعماق المياه بنيوزيلندا.

«الشرق الأوسط» (ويلينغتون)
بيئة تأتي الحيتان الحدباء لتتكاثر وتضع صغارها في مياه بولينيزيا الفرنسية (أ.ف.ب)

طفرة في سياحة الحيتان تثير قلقاً في بولينيزيا الفرنسية

بدأ موسم الحيتان في بولينيزيا الفرنسية جنوب المحيط الهادئ، حيث تزدهر الرحلات البحرية لمشاهدة الحيتان والسباحة معها، ما يثير تساؤلات ومخاوف بشأن صحتها.

«الشرق الأوسط» (بابييتيه (فرنسا))
يوميات الشرق رئاسة المبادرة يعزز التزام السعودية بحماية البيئة البحرية والتنوع البيولوجي والأنظمة البيئية (الشرق الأوسط)

السعودية تفوز برئاسة المبادرة العالمية للشعب المرجانية لمدة 3 سنوات

فازت السعودية برئاسة المبادرة العالمية للشعب المرجانية في دورتها الـ(14)، ولمدة ثلاث سنوات، ابتداءً من عام 2025.

«الشرق الأوسط» (الرياض)
يوميات الشرق نتائج الدراسة على الأسماك جاءت مثيرة للجدل (رويترز)

عالِم يدعو لمعاملتها «باحترام»... هل للأسماك مشاعر؟

أثارت نتائج دراسة حديثة أجرتها جامعة أوساكا باليابان جدلاً واسعاً في الأوساط العلمية عندما كشفت أن سمكة «المنظف» الاستوائية الصغيرة يمكنها التعرف على الذات.

«الشرق الأوسط» (لندن)

التعلّم الآلي يقود أميركياً وكندياً للفوز بـ«نوبل» الفيزياء

الفائزان بـ«نوبل» في الفيزياء (أ.ب)
الفائزان بـ«نوبل» في الفيزياء (أ.ب)
TT

التعلّم الآلي يقود أميركياً وكندياً للفوز بـ«نوبل» الفيزياء

الفائزان بـ«نوبل» في الفيزياء (أ.ب)
الفائزان بـ«نوبل» في الفيزياء (أ.ب)

في خطوة تعكس التقدّم المذهل في مجالات الفيزياء وعلوم الحاسوب، أعلنت الأكاديمية الملكية السويدية للعلوم، الثلاثاء، عن منح جائزة نوبل في الفيزياء لعام 2024 للفيزيائي الأميركي جون هوبفيلد، وعالم النفس الإدراكي الكندي البريطاني جيفري هينتون؛ تقديراً لاكتشافاتهما التي وضعت الأسس للتعلّم الآلي باستخدام الشبكات العصبية الاصطناعية.

وذكرت لجنة «نوبل» في بيان، أن أبحاث الفائزَين استندت إلى أدوات من علم الفيزياء، حيث أسهم هوبفيلد في إنشاء بنية تخزين واسترجاع المعلومات، بينما طوّر هينتون الملقّب بـ«الأب الروحي للذكاء الاصطناعي»، طريقةً لاكتشاف الخصائص في البيانات بشكل مستقل.

وأكّدت اللجنة أن ابتكاراتهما أدت إلى «انفجار» في تطوّر التعلّم الآلي خلال العقدين الماضيين، مما أتاح للآلات تقليد وظائف مثل الذاكرة والتعلّم.

ووصف هينتون حصوله على الجائزة بأنه «مذهل»، وأكّد في مقابلة هاتفية بعد الإعلان أهمية التكنولوجيا التي أسهم بحثه في تطويرها، مشيراً إلى أن الذكاء الاصطناعي سيكون له «تأثير هائل» على المجتمع، مشابهاً للثورة الصناعية، ولكن في مجال القدرة العقلية بدلاً من البدنية.

وتوقع هينتون أن تُحدِث التكنولوجيا ثورة في مجالات مثل الرعاية الصحية، مما سيؤدي لـ«تحسين كبير في الإنتاجية»، لكنه حذّر من العواقب السلبية المحتملة، مثل خطر خروج هذه التكنولوجيا عن السيطرة.

جون هوبفيلد الفائز بجائزة نوبل للفيزياء (معهد فرنكلن)

واستقال هينتون من شركة «غوغل» ليتحدث بحرية عن مخاوفه بشأن الأضرار المحتملة للذكاء الاصطناعي، مثل نشر المعلومات المضلّلة، وقلب سوق العمل، وحذّر من أن الذكاء الاصطناعي «يعرف كيفية البرمجة»، مما يمكّنه من التغلب على القيود، والتلاعب بالناس لتحقيق أهدافه.

وقال هينتون لشبكة «CNN»، العام الماضي: «أنا مجرد عالم أدرك فجأة أن هذه الأمور تصبح أذكى منا، أريد أن أُبلغ عن ذلك وأقول إنه يجب علينا أن نكون جادّين بشأن كيفية منع هذه الأشياء من السيطرة علينا».

وذكرت إيلين مونز، رئيسة لجنة «نوبل» للفيزياء، أن أعمال الفائزَين جعلت الذكاء الاصطناعي «جزءاً من حياتنا اليومية»، مثل التعرف على الوجه، وترجمة اللغات، حيث تشكّل اكتشافاتهما الأساس لتطبيقات التعلم الآلي التي تعزّز دقة وسرعة اتخاذ القرارات.

محاكاة الدماغ

يُعدّ الدماغ البشري الذي يحتوي على مليارات من الخلايا العصبية المترابطة، المصدرَ الذي ينشأ منه الوعي، هو أقوى وأدق جهاز كمبيوتر معروف في الكون، ومع ذلك فإن العلماء قد سعوا لعقود لتقليد ذلك عبر أساليب التعلّم الآلي التي تحاكي قدرة الدماغ على التكيف.

جيفري هينتون الفائز بجائزة نوبل للفيزياء (رويترز)

وتقنيات التعلم الآلي هي أساليب تمكّن الأنظمة الحاسوبية من تحسين أدائها تلقائياً من خلال التعلّم من البيانات، وتعتمد على خوارزميات معقّدة لتحليل الأنماط داخل مجموعات البيانات، ما يتيح للأنظمة اتخاذ قرارات أو إجراء تنبؤات، وتُستخدم هذه التقنيات في تطبيقات متنوعة، مثل التعرف على الصور والصوت، وتوصيات المنتجات، وتحليل البيانات الكبيرة. وشهد التعلّم الآلي طفرة كبيرة في السنوات الـ20 الماضية، حيث يعتمد بشكل أساسي على «الشبكة العصبية الاصطناعية»، وهذه التكنولوجيا التي طوّرها هوبفيلد وهينتون مستوحاة من بنية الدماغ.

وبينما يحتوي الدماغ على خلايا عصبية، تحتوي الشبكة العصبية الاصطناعية على عُقَد تحمل قيماً مختلفة، وبينما تتواصل خلايا الدماغ بعضها مع بعض عبر المشابك العصبية، تؤثر العقد الاصطناعية على بعضها من خلال الاتصالات، ويمكنك تدريب الشبكة العصبية الاصطناعية من خلال تعزيز الروابط بين العُقد، تماماً كما يمكنك تدريب الدماغ.

شبكة هوبفيلد

ويمكن للبشر التفكير في كلمات أو حقائق نادرة وصعبة التذكر، بينما تستطيع الشبكات العصبية الاصطناعية البحث في الأنماط المخزَّنة بفضل تصميم الذاكرة الترابطية المعروف بـ«شبكة هوبفيلد»، واخترع جون هوبفيلد هذه الشبكة في عام 1982، وهي تُعرف بـ«الذاكرة الترابطية»، وتسترجع الأنماط حتى في حال عدم اكتمالها، مستفيداً من خلفيته في الفيزياء لاستكشاف ديناميكيات الشبكات العصبية.

وتتكوّن شبكة هوبفيلد من عُقد مرتبطة بقوى مختلفة، حيث تُخزّن كل عُقدة قيمة فردية، وشبّه هوبفيلد استرجاع حالة محفوظة في الشبكة بدحرجة كرة عبر تضاريس مليئة بالقمم والوديان، حيث ستتدحرج الكرة إلى أقرب وادٍ، وتستقر هناك. وإذا وُجد نمط قريب من أحد الأنماط المحفوظة ستقوم الشبكة بتعديل نفسها تدريجياً حتى تصل إلى قاع الوادي، مما يسمح لها باسترجاع أقرب نمط في ذاكرتها، ويمكن استخدام شبكة هوبفيلد لاستعادة البيانات التي تم مسحها جزئياً.

بعد ذلك، وسّع هينتون أبحاث هوبفيلد لتطوير «آلة بولتزمان»، وهي عبارة عن نوع من الشبكات العصبونية التي تتكون من عُقد مرئية وأخرى خفية يمكنها التعرف على أنماط جديدة، وبرغم بطء الآلة الأصلية طوّر هينتون إصدارات أكثر كفاءةً، وأصبحت تُستخدم الآن في أنظمة توصية الأفلام.

الفائزان بـ«نوبل» في الفيزياء (أ.ب)

ومنذ الثمانينات تضخمت الشبكات من 30 عُقدة لأكثر من تريليون مَعلَمة، وبينما تستخدم البرمجيات التقليدية وصفات ثابتة للطهي على سبيل المثال، تتعلّم الشبكات العصبية من الأمثلة، وتبتكر وصفات جديدة، وأسّس هوبفيلد وهينتون ثورة التعلم الآلي التي بدأت حول عام 2010، مدعومة بتوفر كميات هائلة من البيانات، وزيادة قوة الحوسبة، مما أدى إلى ظهور الشبكات العصبية العميقة وطرق التدريب المعروفة بـ«التعلّم العميق».

تحليل البيانات

وقال البروفيسور مايكل وولدرج، عالم الكمبيوتر في جامعة أكسفورد، إن الجائزة تعكس التأثير العميق للذكاء الاصطناعي، موضحاً أنها «مؤشر على تحوّل العلم».

وأكّد لصحيفة «الغارديان» البريطانية، أن نجاح الشبكات العصبية مكّن من تحليل البيانات بطرق غير مسبوقة، مشيراً إلى أنه «لا جزء من العالم العلمي بقي دون تغيير بسبب الذكاء الاصطناعي. نحن في لحظة رائعة في تاريخ العلم، ومن الرائع رؤية الأكاديمية تعترف بذلك».

من جانبه، قال الدكتور وائل عبد القادر عوض، عميد كلية الحاسبات والذكاء الاصطناعي في جامعة دمياط بمصر، إن «جائزة نوبل تُمنح للاكتشافات الجديدة في العلم، ويُعدّ التعلم الآلي الاتجاه الأبرز حالياً في الذكاء الاصطناعي»، وأضاف لـ«الشرق الأوسط» أن «هذه الجائزة تعكس أهمية الذكاء الاصطناعي وتطبيقاته في حل المشكلات المعقّدة التي تواجه البشرية».

وأشار إلى أن «تقنيات التعلّم الآلي يمكن أن تُسهم بشكل كبير في المجالات الطبية، مثل فهم آليات الإصابة بالأمراض المستعصية؛ ما يساعد في التشخيص المبكر، وتطوير أدوية فعّالة تعتمد على البيانات».

الفائزان بـ«نوبل» في الفيزياء (أ.ب)

في المقابل، أعربت البروفيسورة ديم ويندي هول، عالمة الكمبيوتر بجامعة ساوثامبتون، ومستشارة الأمم المتحدة للذكاء الاصطناعي، عن دهشتها من الجائزة، وقالت لـ«الغارديان»: «لا توجد جائزة نوبل لعلوم الكمبيوتر، وهذا يبدو وسيلةً مثيرة لإنشاء واحدة، وبرغم تأثير الشبكات العصبية على أبحاث الفيزياء، يظل السؤال: هل هي نتيجة لأبحاث الفيزياء نفسها؟».

لكن وفق خبراء، فإن الفيزياء أسهمت في تطوير التعلم الآلي، والآن تستفيد الفيزياء بدورها من الشبكات العصبية الاصطناعية.

ويُستخدم التعلم الآلي في مجالات حازت جوائز «نوبل»، مثل معالجة البيانات الضخمة لاكتشاف جسيم هيغز، وتقليل الضوضاء في قياسات موجات الجاذبية من تصادم الثقوب السوداء، والبحث عن الكواكب الخارجية.

وبدأ استخدام التعلم الآلي بالآونة الأخيرة لتوقّع خصائص الجزيئات والمواد، مثل تحديد هيكل جزيئات البروتين، أو اكتشاف مواد جديدة لتحسين كفاءة الخلايا الشمسية.