ابتكار كلى صناعية صغيرة يرتديها المريض للغسيل الكلوي

تصبح عمليات الغسيل أكثر سهولة وفعالية

آلة لغسل الكلى
آلة لغسل الكلى
TT

ابتكار كلى صناعية صغيرة يرتديها المريض للغسيل الكلوي

آلة لغسل الكلى
آلة لغسل الكلى

توصل باحثون في الجمعية الأميركية للكيمياء إلى تقنية جديدة قد تفتح المجال أمام ابتكار كلى صناعية صغيرة يمكن أن يرتديها المريض طوال الوقت، ولكن العقبة التي تواجههم هي مادة اليوريا التي يتعين تنقيتها من الجسم للحفاظ على توازن مادة النتروجين. ويأتي هذا الاكتشاف في ظل تعذر إجراء عمليات زراعة الكلى لملايين البشر الذين يعانون من مشكلات كلوية حول العالم، وكذلك الصعوبات التي يعاني منها المرضى مع عمليات الغسيل الكلوي التي تتطلب زيارات تصل إلى ثلاث مرات أسبوعيا إلى المراكز الطبية، تنصب الآمال على ابتكار أجهزة غسيل كلوي صغيرة الحجم يمكن أن يرتديها المريض بحيث تصبح عمليات الغسيل أكثر سهولة وفعالية. وعلاوة على العناء الذي يتكبده مريض الكلى من عمليات الغسيل، يترتب على استخدام هذه الوسيلة العلاجية مضاعفات صحية، نظرا لأن الكلى الطبيعية تقوم بتنقية الدم من السموم على مدار الساعة، ولكن أجهزة الغسيل الكلوي لا تعمل بنفس الكفاءة لأنها تقوم بهذه التقنية عدة مرات فقط في الأسبوع، حسب وكالة الأنباء الألمانية.
وتستخدم أجهزة الغسيل الكلوي الحالية نوعية من الإنزيمات التي تقوم بتفكيك اليوريا على مستوى الجزيئات إلى مادتي الأمونيا وثاني أكسيد الكربون، ولكن الكمية اللازمة من المادة لإتمام هذا التفاعل الكيميائي كبيرة في الحجم وثقيلة في الوزن بحيث لا يمكن ارتداؤها على الجسم.
وابتكر الباحثون في الجمعية الأميركية للكيمياء مادة جديدة تعرف باسم «إم زين»، وتأخذ شكل شريحتين من مواد ناشئة متناهية الصغر تنتمي إلى فئة كربيدات المعادن.
وتعتمد هذه التقنية على احتجاز اليوريا بين ثنايا مادة «إم زين». وتستطيع هذه المادة احتجاز 94 في المائة من اليوريا التي يتم تنقيتها من الجسم بواسطة أجهزة الغسيل الكلوي في درجة حرارة الغرفة.
وعند اختبار مادة «إم زين» في درجة حرارة الجسم (6.‏98 درجة فهرنهايت)، تبين أنها تستطيع احتجاز كمية أكبر من اليوريا، كما أنها لا تقتل الخلايا، مما يعني أنها آمنة في حالة الاستخدام على الإنسان. وبحسب موقع «ساينس ديلي» المتخصص في الأبحاث العلمية والتكنولوجيا، خلص الباحثون إلى أن هذه المادة الجديدة يمكن أن تحول مفهوم الكلى الصناعية القابلة للارتداء من خيال إلى حقيقة.



الذكاء الصناعي يقرأ الأفكار وينصّها

فك تشفير إعادة بناء الكلام باستخدام بيانات مسح الرنين المغناطيسي (جامعة تكساس)
فك تشفير إعادة بناء الكلام باستخدام بيانات مسح الرنين المغناطيسي (جامعة تكساس)
TT

الذكاء الصناعي يقرأ الأفكار وينصّها

فك تشفير إعادة بناء الكلام باستخدام بيانات مسح الرنين المغناطيسي (جامعة تكساس)
فك تشفير إعادة بناء الكلام باستخدام بيانات مسح الرنين المغناطيسي (جامعة تكساس)

طُوّر جهاز فك ترميز يعتمد على الذكاء الصناعي، قادر على ترجمة نشاط الدماغ إلى نص متدفق باستمرار، في اختراق يتيح قراءة أفكار المرء بطريقة غير جراحية، وذلك للمرة الأولى على الإطلاق، حسب صحيفة «الغارديان» البريطانية.
وبمقدور جهاز فك الترميز إعادة بناء الكلام بمستوى هائل من الدقة، أثناء استماع الأشخاص لقصة ما - أو حتى تخيلها في صمت - وذلك بالاعتماد فقط على مسح البيانات بالتصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي فقط.
وجدير بالذكر أن أنظمة فك ترميز اللغة السابقة استلزمت عمليات زراعة جراحية. ويثير هذا التطور الأخير إمكانية ابتكار سبل جديدة لاستعادة القدرة على الكلام لدى المرضى الذين يجابهون صعوبة بالغة في التواصل، جراء تعرضهم لسكتة دماغية أو مرض العصبون الحركي.
في هذا الصدد، قال الدكتور ألكسندر هوث، عالم الأعصاب الذي تولى قيادة العمل داخل جامعة تكساس في أوستن: «شعرنا بالصدمة نوعاً ما؛ لأنه أبلى بلاءً حسناً. عكفت على العمل على هذا الأمر طيلة 15 عاماً... لذلك كان الأمر صادماً ومثيراً عندما نجح أخيراً».
ويذكر أنه من المثير في هذا الإنجاز أنه يتغلب على قيود أساسية مرتبطة بالتصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي، وترتبط بحقيقة أنه بينما يمكن لهذه التكنولوجيا تعيين نشاط الدماغ إلى موقع معين بدقة عالية على نحو مذهل، يبقى هناك تأخير زمني كجزء أصيل من العملية، ما يجعل تتبع النشاط في الوقت الفعلي في حكم المستحيل.
ويقع هذا التأخير لأن فحوصات التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي تقيس استجابة تدفق الدم لنشاط الدماغ، والتي تبلغ ذروتها وتعود إلى خط الأساس خلال قرابة 10 ثوانٍ، الأمر الذي يعني أنه حتى أقوى جهاز فحص لا يمكنه تقديم أداء أفضل من ذلك.
وتسبب هذا القيد الصعب في إعاقة القدرة على تفسير نشاط الدماغ استجابة للكلام الطبيعي؛ لأنه يقدم «مزيجاً من المعلومات» منتشراً عبر بضع ثوانٍ.
ورغم ذلك، نجحت نماذج اللغة الكبيرة - المقصود هنا نمط الذكاء الصناعي الذي يوجه «تشات جي بي تي» - في طرح سبل جديدة. وتتمتع هذه النماذج بالقدرة على تمثيل المعنى الدلالي للكلمات بالأرقام، الأمر الذي يسمح للعلماء بالنظر في أي من أنماط النشاط العصبي تتوافق مع سلاسل كلمات تحمل معنى معيناً، بدلاً من محاولة قراءة النشاط كلمة بكلمة.
وجاءت عملية التعلم مكثفة؛ إذ طُلب من ثلاثة متطوعين الاستلقاء داخل جهاز ماسح ضوئي لمدة 16 ساعة لكل منهم، والاستماع إلى مدونات صوتية. وجرى تدريب وحدة فك الترميز على مطابقة نشاط الدماغ للمعنى باستخدام نموذج لغة كبير أطلق عليه «جي بي تي - 1»، الذي يعتبر سلف «تشات جي بي تي».