ذراع روبوتية لتسهيل حركة اليد المشلولة

لإعادة تأهيل المصابين بالسكتة الدماغية

الذراع الروبوتية
الذراع الروبوتية
TT

ذراع روبوتية لتسهيل حركة اليد المشلولة

الذراع الروبوتية
الذراع الروبوتية

طور باحثون في جامعة هونغ كونغ التكنولوجية ذراعا روبوتية لتسهيل حركة الجزء العلوي من أيادي المرضى المصابين بالسكتة الدماغية التي أدت إلى شل حركة اليد لديهم.
وتساعد الذراع الروبوتية الخفيفة الوزن على تحريك اليد بقوة وكفاءة بهدف تمكين المرضى من إجراء التمرينات لإعادة الحيوية لليد المتضررة. ويمكن الاستفادة من الذراع في أي مكان سواء داخل المستشفى أو البيت.
وأطلق الباحثون على الذراع الروبوتية اسم «الهيكل - العظمي - العضلي - العصبي - الخارجي المتحرك»، وهي الأولى من نوعها من حيث تكاملها مع الجسم كهيكل خارجي روبوتي طري، مصمم بتقنيات تحفيز الأعصاب، وفقاً لبيان صحافي أرسلته الجامعة إلى «الشرق الأوسط».
وطورت الذراع الروبوتية الدكتورة هو تشيالنغ وفريقها في قسم الهندسة البيولوجية الطبي في الجامعة. وهو يتسم بخفته (300 غرام للأجزاء الملبوسة في عضد اليد) ويمكن وضعه حسب الحاجة لإجراء مختلف التمارين الرياضية. وتؤمن بطارياته بجهد كهربائي 12 فولتاً، التي يمكن إعادة شحنها، العمل 4 ساعات متواصلة.
وقالت الباحثة الصينية إن تصميم الذراع الروبوتية استند إلى بيانات من مختلف المصابين بالسكتة الدماغية حول رغباتهم في خصائص الأداة المساعدة المنشطة لحركتهم.


مقالات ذات صلة

دراسة: التحذيرات من مكافحة القرصنة الرقمية قد تؤدي لزيادتها !؟

يوميات الشرق دراسة: التحذيرات من مكافحة القرصنة الرقمية قد تؤدي لزيادتها !؟

دراسة: التحذيرات من مكافحة القرصنة الرقمية قد تؤدي لزيادتها !؟

كشفت دراسة جديدة أن رسائل التهديد لمكافحة القرصنة يمكن أن تؤدي في الواقع إلى قيام الأشخاص بقرصنة المزيد من المحتوى الرقمي.

«الشرق الأوسط» (لندن)
تكنولوجيا استعرضت «إريكسون» العالمية عدداً من حلول تقنية الجيل الخامس وتقنيات أخرى خلال مشاركتها في المؤتمر التقني «ليب 24» الذي عُقِد في بداية مارس الحالي (الشرق الأوسط)

«إريكسون»: السعودية مركز عالمي للتكنولوجيا... ونشارك في رحلتها للتحول الرقمي

تهدف شراكة «إريكسون» مع «شركة أنظمة الاتصالات والإلكترونيات المتقدمة (ACES)» إلى إحداث ثورة في مجال التغطية الداخلية لشبكة الجيل الخامس.

مساعد الزياني (الرياض)
تكنولوجيا تؤكد هذه الشراكة التزام «تيك توك» بتعزيز منصتها بمحتوى عالي الجودة منتج محلياً (شاترستوك)

«تيك توك» و«Telfaz 11» يتعاونان لإنتاج محتوى حصري لشهر رمضان في السعودية

تتعاون «تيك توك» مع «Telfaz 11» لإنشاء مسلسل رمضاني حصري؛ ما يمثل أول سلسلة محتوى تحمل علامة «تيك توك» التجارية على الإطلاق.

نسيم رمضان (الرياض)
الاقتصاد التحقق من امتثال المتاجر إلكترونياً بناءً على 11 معياراً (وزارة التجارة)

الذكاء الاصطناعي يُقيّم المتاجر الإلكترونية السعودية

تسعى وزارة التجارة السعودية لتعزيز الامتثال وحفظ حقوق المتسوقين من خلال مبادرة لتقييم المتاجر الإلكترونية بتقنيات الذكاء الاصطناعي.

«الشرق الأوسط» (الرياض)
خاص تقدّم «أليكسا» تجربة فريدة لعملائها وتساعدهم على ممارسة العبادة وتقوية العلاقات الأسرية خلال رمضان (أمازون)

خاص «الشرق الأوسط» تزور مقر«أمازون» في الرياض وتتعرف على مزايا «أليكسا» الرمضانية

تقدّم «أمازون أليكسا» ميزات مخصصة لعملائها في شهر رمضان تضمن لهم تجربة منزل ذكي متكامل، وتساعدهم على الاستمتاع بخصائص هذا الشهر المبارك.

نسيم رمضان (الرياض)

«المركّبات العضوية المتطايرة»... تأثيرات خطيرة على الصحة

عوادم السيارات من بين مصادر المركبات العضوية المتطايرة جي بي جي (رويترز)
عوادم السيارات من بين مصادر المركبات العضوية المتطايرة جي بي جي (رويترز)
TT

«المركّبات العضوية المتطايرة»... تأثيرات خطيرة على الصحة

عوادم السيارات من بين مصادر المركبات العضوية المتطايرة جي بي جي (رويترز)
عوادم السيارات من بين مصادر المركبات العضوية المتطايرة جي بي جي (رويترز)

يُشكّل تلوث الهواء الخارجي أكبر تهديد للصحة البيئية، مما يؤدي إلى نحو 8 ملايين حالة وفاة مبكرة سنوياً حول العالم، نتيجة التعرض لجسيمات دقيقة محمولة جواً يبلغ قطرها 2.5 ميكرومتر.

وتُعد «المركّبات العضوية المتطايرة» من الجسيمات الدقيقة الملوِّثة للهواء التي تشكل خطراً كبيراً على الصحة، وفق نتائج عشرات الأبحاث ربطت بين استنشاق تلك المركّبات وزيادة خطر دخول المستشفى بسبب أمراض الجهاز التنفسي مثل الربو والانسداد الرئوي المزمن، بالإضافة إلى أمراض القلب والأوعية الدموية، والاضطرابات العصبية، والسرطان.

المركّبات العضوية المتطايرة

والمركّبات العضوية المتطايرة هي مجموعة متنوعة من المركّبات الكيميائية تتطاير بسهولة عند درجة حرارة الغرفة، لأنها أخفّ من الهواء، وهي مسؤولة عن الروائح المميزة لمواد مثل البنزين وعوادم السيارات والطلاء ومواد البناء ومواد التنظيف، بالإضافة لدخان الحرائق.

ويمكن أن تنجم المركّبات العضوية المتطايرة عن مصادر طبيعية مثل حرائق الغابات والأراضي العشبية، ومصادر صناعية مثل انبعاثات السيارات ومحطات توليد الطاقة التي تعمل بالفحم والنفط والغاز الطبيعي ومصانع البتروكيميائيات وبعض منتجات التنظيف، وكذلك مزيلات العرق والعطور، وكريمات فرد الشعر.

ومن بين تلك المركّبات البنزين و«الفورمالدهايد» و«الأسيتالديهايد» وهي مواد تُستخدم في كثير من المنتجات اليومية مثل الغراء المستخدَمة في تصنيع الأثاث الخشبي والأصباغ والطلاءات والمواد البلاستيكية، والمواد العازلة ومواد التطهير.

ويتعرض الناس للمركّبات العضوية المتطايرة عن طريق الاستنشاق، كما يمكن امتصاصها من خلال الجلد، ويمكن أن تصل كميات منها عن طريق تناول الأطعمة أو شرب السوائل التي تحتوي عليها.

خطر السرطان

يقول أستاذ أمراض الصدر والحساسية في كلية الطب بجامعة الأزهر، د.طه عبد الحميد، لـ«الشرق الأوسط»، إن استنشاق المركّبات العضوية المتطايرة يشكِّل خطورة شديدة على الصحة العامة، خصوصاً تلك التي تأتي نتيجة التعرض لعوادم السيارات والتدخين وحرق القمامة والمخلفات الزراعية. وأضاف أن كثرة استنشاق المركّبات العضوية المتطايرة يسبب «التهابات مزمنة في الشُّعب الهوائية، والجيوب النفية، والتهابات رئوية حادة، ويزيد من الحساسية، ويصل الخطر إلى حد السرطان».

وأوضح عبد الحميد أن بعض المركّبات العضوية المتطايرة مُسرطنة، ويمكن أن يؤدي استنشاقها لظهور أورام في الرئتين والشُّعب الهوائية، فهي تؤدي إلى تهيج الخلايا الموجودة في الشُّعب الهوائية، مما يؤدي إلى انقسامها بشدة، كما أنها تزيد من مستويات الالتهاب في الرئتين والشُّعب الهوائية.

وتشير وكالة حماية البيئة الأميركية إلى أن التعرض المستمر للمركّبات العضوية المتطايرة يمكن أن يزيد من خطر الإصابة بسرطان الدم وسرطان الرئة والبلعوم. وفيما يتعلق بمركب «الفورمالدهيد»، فإنه يُعد أعلى عامل محرِّك لخطر الإصابة بالسرطان.

وفي أحدث دراسة أُجريت في هذا الشأن، كشف فريق بحث دولي عن أن نحو ثُلث سكان العالم يتعرضون لمستويات ضارة من المركّبات العضوية المتطايرة، التي يمكن أن تزيد من خطر الإصابة بالسرطان.

ويعد البحث، الذي نُشر في العدد الأخير من دورية «كلايمت آند أتموسفيرك ساينس»، أول دراسة تُقيم المخاطر الصحية العالمية المرتبطة بالتعرض للمركّبات العضوية المتطايرة بين عامي 2000 و2019.

انبعاثات مطّردة

ووجد الباحثون أن انبعاثات المركّبات العضوية المتطايرة العالمية ازدادت بنسبة 10.2 في المائة في الفترة من 2000 إلى 2019، وكان هذا الارتفاع مدفوعاً في المقام الأول بالمناطق النامية مثل أفريقيا جنوب الصحراء الكبرى، وبقية آسيا، والصين، في حين شهدت المناطق المتقدمة مثل الولايات المتحدة وأوروبا الغربية انخفاضات كبيرة.

ووفق الدراسة، توجد فوارق كبيرة بين البلدان المتقدمة والبلدان النامية، حيث توجد أعلى معدلات التعرض ومخاطر الإصابة بالسرطان نتيجة التعرض للمركّبات العضوية المتطايرة في الصين، إذ يتعرض من 82.8 إلى 84.3 في المائة من السكان لمستويات المركّبات العضوية المتطايرة الضارة. في المقابل، فإن معدلات التعرض أقل بكثير في أوروبا (1.7 - 5.8 في المائة).

الصحة العامة

وفي حديث إلى «الشرق الأوسط»، قال الباحث الرئيسي في الدراسة بجامعة ميشيغان الأميركية د.يينغ شيونغ، إن المركّبات العضوية المتطايرة تنبعث على شكل غازات من بعض المواد الصلبة أو السوائل، وتشتمل على مجموعة متنوعة من المواد الكيميائية، والتي قد تكون لبعضها آثار صحية ضارة على المديين القصير والطويل.

وأضاف: «قد تشمل هذه الآثار الصحية تهيج العين والأنف والحنجرة، والصداع وفقدان التنسيق والغثيان، وتلف الكبد والكلى والجهاز العصبي المركزي».

وتابع: «بعض المركّبات العضوية المتطايرة مثل البنزين والفورمالدهيد والأسيتالديهيد يمكن أن تُسبب السرطان لدى الحيوانات، وبعضها مشتبَه به أو معروفٌ أنه يسبب السرطان لدى البشر». على سبيل المثال، فإن التعرض طويل الأمد للبنزين يمكن أن يسبب سرطان الدم، كما يمكن أن تسبب المركّبات العضوية المتطايرة أيضاً الإجهاد التأكسدي، والالتهابات، مما يسهم في نمو سرطان الرئة، وبالتالي، من المهم جداً حماية الجمهور من التعرض للمركّبات العضوية المتطايرة الخطرة.

طرق الحماية

وعن أبرز طرق الحماية، حثّ شيونغ الحكومات المحلية على حظر حرق المنتجات الزراعية في الهواء الطلق، خصوصاً في الدول ذات الدخل المنخفض، للحد من تلوث الهواء الخارجي والتعرض للمركّبات العضوية المتطايرة.

وأضاف أن المركّبات العضوية المتطايرة الخارجية تنشأ من مجموعة متنوعة من مصادر الانبعاثات، بما في ذلك، على سبيل المثال لا الحصر، الطلاء واستخدام المذيبات وحرق الأخشاب وعوادم المركّبات والانبعاثات الصناعية واستغلال النفط والغاز وما إلى ذلك، ويمكن للأفراد اعتماد تدابير لتقليل تعرضهم للمركّبات العضوية المتطايرة الخارجية، منها مراقبة جودة الهواء باستخدام مواقع الويب أو التطبيقات لتحديد جودة الهواء في منطقتك، والحد من الأنشطة الخارجية خلال فترات التلوث العالي، واختيار المواقع السكنية بحكمة، عبر الابتعاد عن المناطق ذات مصادر التلوث مثل المناطق الصناعية والمرور الكثيف.

وحثّ شيونغ المواطنين على استخدام وسائل النقل العام للمساهمة في تقليل الانبعاثات من عوادم المركّبات، ودعم المبادرات المحلية والوطنية التي تهدف إلى تحسين جودة الهواء وتقليل الانبعاثات الصناعية، وزرع الأشجار والنباتات التي تساعد على امتصاص الملوثات وتحسين جودة الهواء المحيط.


عدسات لاصقة «سحرية»لرؤية مثالية

عدسات لاصقة «سحرية»لرؤية مثالية
TT

عدسات لاصقة «سحرية»لرؤية مثالية

عدسات لاصقة «سحرية»لرؤية مثالية

إذا كنتم ترتدون نظارات طبية أو عدسات لاصقة، فستشعرون كأنّ حلماً من أفلام الخيال العلمي على وشك أن يتحقّق؛ فقد صمّم باحثون عدسات لاصقة جديدة حلزونية الشكل لتصحيح البصر. نعم، سترون كلّ شيء أمامكم بوضوحٍ تام من أيّ مسافة ومهما كانت حالتكم الطبية.

هذه العدسات ليست حلماً، إذ كشفت ورقة بحثية جديدة، نُشرت في دورية «أوبتيكا»، أنّ العدسات حقيقة ومن اختراع لوران غالينييه Laurent Galinier، الاختصاصي في قياس النظر الذي طوّر نظام قياس بصرياً دقيقاً، وقد باع الاختراع لشركة البصريات العالمية «إيسيلور» عام 2000.

يشرح برتراند سايمون، أحد الباحثين المشاركين في الورقة البحثية، في رسالة إلكترونية أنّ «غالينييه لاحظ أنّ بعض التشوّهات البصرية تسهم في تكوين خصائص تركيز (بصر) محدّدة. وقاده هذا الأمر إلى اعتماد تصميم حلزوني لكسيرة diopter (وهي وحدة قياس قوة البصر في العدسة) في العدسات بهدف التوصّل إلى التركيز المتعدّد للبصر».

سحر حلزوني

كيف يعمل السحر الحلزوني؟ يشرح سايمون أنّ العدسات الحلزونية صُمّمت بإعادة تشكيل سطح بوليمر بطريقة تتيح توليد دوامات بصرية بخصائص تركيز مختلفة.

تخيّلوا هذه الدوامات كأنّها حلقات مائية تلتقط أشعّة الضوء وتجعلها «تدور».

ومع دورانها في التصميم الحلزوني، تشكّل هذه الأشعّة نقاط اتصال مختلفة يتركّز فيها الضوء، وتمتلك هذه النقاط الإمكانية لتصحيح مشكلات البصر وجعل الأشياء تبدو أكثر وضوحاً حتى إن تغيّرت المسافة بينكم وبين ما تنظرون إليه.

في البصريات التقليدية، ينتقل الضوء في مسارات مستقيمة، ويغيّر اتجاهه عند اختراقه للعدسات لجعل الأجسام تبدو أكبر أو أصغر، وتصحيح التركيز على مسافات محدّدة؛ وهذه هي الطريقة التي تعمل بها اليوم النظارات الطبية، والمناظير، والكاميرات.

تعاني العدسات التصحيحية التقليدية من عيوب تظهر عندما يحرّك الشخص عينيه إلى الأعلى أو الأسفل للتركيز على أشياء بعيدة أو قريبة. ولكنّ الحال مختلف مع العدسات الجديدة التي تُظهر الأشياء مستقرّة وثابتة طوال الوقت، وفق الباحثين. وتنطوي هذه الخاصية على فائدة جوهرية للأشخاص الذين يعانون من بُعْد النظر الناتج عن التقدّم في السنّ، والخاضعين لعمليات الزرع.

تطبيقات طبية محتملة

يقول سايمون إنّ التقنية تعد بمجموعة واسعة من التطبيقات المحتملة، ومنها تقنيات العدسات اللاصقة، وجراحة إعتام عدسة العين بالزراعة الداخلية، وعلاجات اعتلال الشبكية، وأنظمة التصوير المصغّرة التي قد تُستخدم في الكاميرات والهواتف وطائرات الدرون.

علاوة على ذلك، قد تستفيد النظارات العادية من هذا التأثير، ولو أنّ سايمون يعترف بأنّ الشكل الحلزوني – الذي سيكون ظاهراً جزئياً على النظارات – قد يحول دون رغبة النّاس في اقتنائها.

يرجّح سايمون أنّ هذه العدسات ستحلّ محلّ العدسات التصحيحية التقليدية بعد نجاحها في اجتياز التجارب على المرضى، متحدّثاً عن نتائج واعدة خرجت من التجارب الأولى. ويضيف الباحث أنّ «المتطوعين أظهروا تحسّناً ملحوظاً في الدقّة البصرية عن مسافات متنوعة وفي ظروف ضوئية مختلفة».

إمكانات استثنائية

في الوقت الحالي، تستطيع العدسات الحلزونية تصحيح عيوب التكيّف (حالةٌ تتسبّب بخسارة العين لتركيزها)، وقصر النظر (مشكلة شائعة في العين تبدو بسببها الأجسام البعيدة غير واضحة)، وبعد النظر (عكس قصر النظر). يتحدّث سايمون عن إمكانية «دمج عدّة تصحيحات في عدسة واحدة»، ويسعى الفريق حالياً إلى إثبات كفاءة العدسة في حالات «الإستغماتزم»، التي تعدّ من أكثر الانحرافات البصرية شيوعاً.

وعندما سألنا عن قدرة العدسة على تصحيح تشوّه بقعي يؤثر في الشبكية، قال الباحث إنّها قد تستطيع أخيراً حلّ هذا النوع من المشكلات أيضاً، مشيراً إلى أنّ «التأكيد في هذه الحالة سيكون متسرعاً، ولكنّ أحد المشاركين في الدراسة يعاني من حالة مشابهة وشعر بتحسّن في نظره بعد ارتداء العدسات».

يطرح الفريق البحثي فرضيات كثيرة، إلّا أنّ أَجْرَأَها هو وصول هذه العدسة أخيراً إلى كفاءة تضمن حصول جميع الناس على بصرٍ مثالي، ولكنّ «الأمر لا يزال يحتاج إلى البرهنة العلمية»، وفق سايمون. ويعتقد الباحثون أن هذا التصميم قد يقود أخيراً إلى دقّة خارقة تؤدّي إلى بصر أكثر من «ممتاز». ولكنّ سايمون يشدّد على ضرورة التحفّظ؛ لأنّ هذه النظريات والملاحظات لا تزال أولية.

ويشرح أنّ الوصول إلى هذه المرحلة المتقدّمة في ظلّ التعقيدات التي يواجهونها حالياً، يدفعهم إلى «دراسة استخدام الذكاء الصناعي لترقية العدسة في المستقبل».

في الوقت الحالي، يعمل غالينييه على تحويل الإصدار الأوّل من هذه العدسات الحلزونية إلى منتجٍ حقيقي، حتّى إنّ شركته الناشئة تعكف على تطوير مجموعة من العدسات الطرية المخصصة للاستهلاك التجاري. علاوة على ذلك، يعمل غالينييه مع بعض الشركاء على استخدام التقنية لتطوير غرسات ونظارات.

* مجلّة «فاست كومباني»

- خدمات «تريبيون ميديا»


تغيرات جينية في خلايا الدماغ لدى المصابين بالفصام وكبار السن

تغيرات جينية في خلايا الدماغ لدى المصابين بالفصام وكبار السن
TT

تغيرات جينية في خلايا الدماغ لدى المصابين بالفصام وكبار السن

تغيرات جينية في خلايا الدماغ لدى المصابين بالفصام وكبار السن

اكتشف باحثون من معهد برود التابع لمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، ومن كلية الطب بجامعة هارفارد، ومستشفى ماكلين في الولايات المتحدة، مجموعة مماثلة بشكل لافت للنظر من التغيرات في نشاط الجينات في أنسجة المخ لدى الأشخاص المصابين بالفصام ومن كبار السن.

أساس مشترك لضعف الإدراك

وتشير هذه التغيرات إلى أساس بيولوجي مشترك للضعف الإدراكي الذي غالباً ما يظهر عند الأشخاص المصابين بالفصام وكبار السن.

وفي دراسة نُشرت في مجلة «نتشر (Nature)» في 6 مارس (آذار) الحالي يصف ستيف مكارول أحد كبار المؤلفين المشاركين في الدراسة وعضو معهد برود ومدير علم الأحياء العصبي الجينومي في مركز برود ستانلي لأبحاث الطب النفسي وأستاذ في كلية الطب بجامعة هارفارد كيف قام الباحثون بتحليل التعبير الجيني لدى خلايا هاتين المجموعتين.

والتعبير الجيني هي العملية التي يجري من خلالها استخدام المعلومات الجينية لتوليد منتجات وظيفية داخل الخلية حيث تجري ترجمة هذه المعلومات من الحامض النووي إلى سلاسل من الأحماض الأمينية لتشكيل البروتينات.

وفي الدراسة دقق الباحثون في أنسجة المخ التي تحتوي على أكثر من مليون خلية فردية، بعد الوفاة، لدى 191 شخصاً، ووجدوا أنه لدى الأفراد المصابين بالفصام ولدى كبار السن غير المصابين بالفصام أيضاً، قلل نوعان من خلايا الدماغ وهي الخلايا النجمية والخلايا العصبية من قدرة ترجمة المعلومات من الحامض النووي إلى الأحماض الأمينية لتخليق البروتينات التي تدعم الوصلات بين الخلايا العصبية التي تسمى المشابك العصبية، مقارنة بالأشخاص الأصحاء أو الأصغر سناً.

التنسيق بين أنواع الخلايا

أطلق الفريق على هذه المجموعة المنسقة من التغييرات اسم برنامج الخلايا العصبية والخلايا النجمية (SNAP) Synaptic Neuron and Astrocyte Program. وحتى عند الشباب الأصحاء فإن التعبير عن جينات هذه المجموعة من الخلايا يزداد أو ينقص دائماً بطريقة منسقة في الخلايا العصبية والخلايا النجمية.

وإذا كان العلماء يركزون غالباً، وفي كثير من الأحيان، على الجينات التي يعبر عنها كل نوع من الخلايا من تلقاء نفسه، فان أنسجة المخ لكثير من الأشخاص لا تعمل بوصفها كيانات مستقلة، ولكن يوجد لديها تنسيق وثيق فيما بينها، حيث من المعروف أن الفصام يسبب الهلوسة والأوهام التي يمكن علاجها جزئياً على الأقل بالأدوية، ولكنه يسبب أيضاً تدهوراً إدراكياً منهكاً ليست له علاجات فعالة. وهو شائع في الشيخوخة أيضاً. وتشير النتائج الجديدة إلى أن التغيرات المعرفية في كلتا الحالتين قد تنطوي على تغيرات خلوية وجزيئية مماثلة في الدماغ.

تداعيات الفصام والشيخوخة

يعمل الدماغ إلى حد كبير لأن الخلايا العصبية تتصل مع الخلايا العصبية الأخرى في نقاط الاشتباك العصبي، حيث تمرر الإشارات إلى بعضها البعض. ويقوم الدماغ باستمرار بتكوين نقاط اشتباك عصبي جديدة، ويزيل المشابك القديمة.

ويعتقد العلماء أن المشابك العصبية الجديدة تساعد أدمغتنا على البقاء مرنة، وقد أظهرت الدراسات السابقة أن كثيراً من العوامل الوراثية المرتبطة بالفصام تنطوي على جينات تسهم في وظيفة المشابك العصبية. أما في الدراسة الجديدة فقد استخدم ستيف ماكارول وسابينا بيريتا المؤلفة المشاركة في الدراسة والأستاذة المشاركة من مركز موارد أنسجة الدماغ في كلية الطب بجامعة هارفارد التي قدمت أنسجة الدماغ للدراسة، تسلسل الحامض النووي الريبوزي (RNA) الذي يقيس التعبير الجيني في الخلايا الفردية لفهم كيفية اختلاف الدماغ بشكل طبيعي بين الأفراد بشكل أفضل.

وقام الباحثون بتحليل 1.2 مليون خلية من 94 شخصاً مصاباً بالفصام و97 شخصاً غير مصاب بالفصام، وظهر أن الجينات التي تشكل برنامج الخلايا العصبية والخلايا النجمية تضمنت كثيراً من عوامل الخطر التي جرى تحديدها مسبقاً لمرض انفصام الشخصية، وأن تلك الخلايا تشكل الضعف الوراثي لهذه الحالة. كما وجد الباحثون أيضاً أن برنامج الخلايا العصبية والخلايا النجمية يتباين بشكل كبير حتى بين الأشخاص غير المصابين بالفصام؛ ما يشير إلى أن هذا البرنامج يمكن أن يكون له دور في الاختلافات المعرفية لدى البشر الأصحاء.

وتشير النتائج إلى أن التغيرات المعرفية التي لوحظت في الفصام والشيخوخة قد تنطوي على تغيرات خلوية وجزيئية مماثلة في الدماغ، كما يشير تحديد جينات الخلايا العصبية والنجمية بما في ذلك الجينات المرتبطة سابقاً بخطر الفصام إلى الدور المحتمل لكل منها في تلك الحالة. وكان هناك تباين كبير في برنامج الخلايا العصبية والنجمية حتى بين الأفراد غير المصابين بالفصام مع كون العمر عاملاً مهماً، لكنه انخفض مع تقدم العمر لدى كثير من الأفراد الأكبر سناً؛ ما يشير إلى احتمال تورطه في الاختلافات المعرفية لدى الأفراد الأصحاء.

وأخيراً يهدف الباحثون إلى إجراء مزيد من التحقيق في برنامج الخلايا العصبية والنجمية في الحالات النفسية الأخرى؛ مثل «اضطراب الثنائي القطب» (bipolar disorder) والاكتئاب (depression)، بالإضافة إلى ذلك يخططون لاستكشاف وجود البرنامج في مناطق الدماغ الأخرى وتأثيرها على التعلم والمرونة المعرفية، وبشكل عام توفر الدراسة نظرة ثاقبة لتغيرات التعبير الجيني المنسقة في خلايا الدماغ المرتبطة بوظيفة التشابك العصبي، وتسليط الضوء على الأهداف العلاجية المحتملة لعلاج الإعاقات الإدراكية في الفصام والشيخوخة.


كيف سينتقل الذكاء الاصطناعي التوليدي إلى عالم الروبوتات؟

الباحث بيتر تشين يتفاعل مع الروبوت عبر جهاز اللابتوب
الباحث بيتر تشين يتفاعل مع الروبوت عبر جهاز اللابتوب
TT

كيف سينتقل الذكاء الاصطناعي التوليدي إلى عالم الروبوتات؟

الباحث بيتر تشين يتفاعل مع الروبوت عبر جهاز اللابتوب
الباحث بيتر تشين يتفاعل مع الروبوت عبر جهاز اللابتوب

بينما تقوم شركات مثل «أوبن إيه آي» OpenAI و «ميد جورني» Midjourney ببناء برامج الدردشة ومولدات الصور وغيرها من أدوات الذكاء الاصطناعي التي تعمل في العالم الرقمي، تستخدم الآن شركة ناشئة أسسها ثلاثة باحثين سابقين في «أوبن إيه آي» أساليب تطوير التكنولوجيا التي طورت برامج الدردشة بهدف بناء تكنولوجيا الذكاء الاصطناعي التي يمكنها التنقل في العالم المادي.

روبوت بنظام «روبوتك باتويل سيستيم» يعرف كيفية تصنيف المنتجات

دمج الذكاء التوليدي بالروبوتات

تعمل شركة «كوفارينت» Covariant، وهي شركة روبوتات مقرها في إميريفيل، كاليفورنيا، على ابتكار طرق للروبوتات لالتقاط المنتجات وفرزها أثناء نقلها عبر المستودعات ومراكز التوزيع. ويتمثل الهدف في مساعدة الروبوتات على فهم ما يجري حولها وتحديد ما يجب عليهم فعله بعد ذلك. كما تمنح هذه التقنية الروبوتات فهماً واسعاً للغة الإنجليزية، مما يسمح للأشخاص بالدردشة معها كما لو كانوا يتحدثون مع «جي بي تي» ChatGPT.

آلات تتحادث وتفهم الصور

التكنولوجيا، التي لا تزال قيد التطوير، ليست مثالية. ولكنها علامة واضحة على أن أنظمة الذكاء الاصطناعي التي تدير برامج الدردشة عبر الإنترنت ومولدات الصور ستعمل أيضاً على تشغيل الآلات في المستودعات، وعلى الطرق، وفي المنازل.

ومثل روبوتات الدردشة ومولدات الصور، تتعلم تكنولوجيا الروبوتات مهاراتها من خلال تحليل كميات هائلة من البيانات الرقمية. وهذا يعني أن المهندسين يمكنهم تحسين التكنولوجيا من خلال تزويدها بالمزيد والمزيد من البيانات.

روبوتات تجارية

لا تقوم شركة «كوفارينت» المدعومة بتمويل قدره 222 مليون دولار، ببناء الروبوتات بل تبني البرنامج الذي يشغل الروبوتات.

وتهدف الشركة إلى نشر تقنيتها الجديدة لنظام «روبوتك باتويل سيستم» مع روبوتات المستودعات، مما يوفر خريطة طريق للآخرين للقيام بالشيء نفسه في مصانع التصنيع وربما حتى على الطرق التي بها سيارات ذاتية القيادة.

الروبوت يعرف كيفية التقاط الموز حتى لو لم يرَ موزة من قبل

شبكات عصبية ذكية

تُسمى أنظمة الذكاء الاصطناعي التي تقود برامج الدردشة ومولدات الصور بالشبكات العصبية، نسبة إلى شبكة الخلايا العصبية في الدماغ. ومن خلال تحديد الأنماط في كميات هائلة من البيانات، يمكن لهذه الأنظمة أن تتعلم كيفية التعرف على الكلمات والأصوات والصور، أو حتى توليدها بنفسها. هذه هي الطريقة التي قامت بها «أوبن إيه غي» ببناء ChatGPT، مما يمنحها القدرة على الإجابة على الأسئلة بشكل فوري وكتابة أوراق بحثية وإنشاء برامج كومبيوتر.

وقد تعلمت البرامج هذه المهارات من النصوص المنتقاة عبر الإنترنت. إلا أن العديد من الشركات يقوم الآن ببناء أنظمة يمكنها التعلم من أنواع مختلفة من البيانات في الوقت نفسه. فمن خلال تحليل مجموعة من الصور والتعليقات التوضيحية التي تصف تلك الصور، على سبيل المثال، يمكن للنظام فهم العلاقات بين الاثنين. ولذا يمكن أن يتعلم البرنامج أن كلمة «موز» تصف فاكهة صفراء منحنية.

الباحث بيتر تشين يتفاعل مع الروبوت عبر جهاز اللابتوب

توظيف مولد الصور «سورا»

استخدمت شركة «أوبن إيه آي» هذا النظام لبناء مولد الفيديو الجديد «سورا» Sora. إذ ومن خلال تحليل الآلاف من مقاطع الفيديو ذات التعليقات التوضيحية، تعلم النظام إنشاء مقاطع فيديو عند إعطائه وصفاً قصيراً لمشهد ما، مثل «عالم مصنوع من الورق بشكل رائع للشعاب المرجانية، مملوء بالأسماك الملونة والمخلوقات البحرية».

استخدمت شركة «كوفارينت»، التي أسسها بيتر أبيل، الأستاذ في جامعة كاليفورنيا، بيركلي، وثلاثة من طلابه السابقين، بيتر تشين، وروكي دوان، وتيانهاو تشانغ، تقنيات مماثلة في بناء نظام يقود روبوتات المستودعات. وتساعد الشركة في تشغيل روبوتات الفرز في المستودعات في جميع أنحاء العالم.

وقد أمضت الشركة سنوات في جمع البيانات - من الكاميرات وأجهزة الاستشعار الأخرى - التي توضح كيفية عمل هذه الروبوتات. وقال تشين: «إنها تستوعب جميع أنواع البيانات التي تهم الروبوتات، التي يمكن أن تساعدهم على فهم العالم المادي والتفاعل معه».

روبوتات بفهم أوسع للمحيط

ومن خلال الجمع بين تلك البيانات والكميات الهائلة من النصوص المستخدمة لتدريب روبوتات الدردشة مثل ChatGPT، قامت الشركة ببناء تقنية الذكاء الاصطناعي التي تمنح الروبوتات الخاصة بها فهماً أوسع بكثير للعالم من حولها. وبعد تحديد الأنماط في هذا المزيج من الصور والبيانات الحسية والنصوص، تمنح التكنولوجيا الروبوت القدرة على التعامل مع المواقف غير المتوقعة في العالم المادي.

يعرف الروبوت كيفية التقاط الموز، حتى لو لم ير موزة من قبل. ويمكنه أيضاً الاستجابة للغة الإنجليزية البسيطة، تماماً مثل برنامج الدردشة الآلي. إذا أخبرته أن «يلتقط موزة»، فهو يعرف ماذا يعني ذلك. إذا طلبت منه «التقاط فاكهة صفراء»، فإنه يفهم ذلك أيضاً. ويمكنه أيضاً إنشاء مقاطع فيديو تتنبأ بما قد يحدث أثناء محاولته التقاط موزة.

وقال أبيل: «إذا كان بإمكانه (الروبوت) التنبؤ بالإطارات التالية في مقطع الفيديو، فيمكنه تحديد الاستراتيجية الصحيحة التي يجب اتباعها».

أخطاء وأخطار الروبوتات «التوليدية»

إلا أن التكنولوجيا، التي تسمى RFM، نسبة إلى تعبير «النموذج التأسيسي لعلم الروبوتات» robotics foundational model، ترتكب أخطاء، مثلما تفعل برامج الدردشة.

وعلى الرغم من أن الروبوت غالباً ما يفهم ما يطلبه الناس منه، فإن هناك دائماً احتمال ألا يفعل ذلك، فهو يسقط الأشياء من وقت لآخر. وقال غاري ماركوس، رجل أعمال في مجال الذكاء الاصطناعي وأستاذ فخري في علم النفس والعلوم العصبية في جامعة نيويورك، إن التكنولوجيا يمكن أن تكون مفيدة في المستودعات وغيرها من المواقف التي تكون فيها الأخطاء مقبولة. لكنه قال إن نشرها في المصانع وغيرها من المواقف التي يحتمل أن تكون خطرة سيكون أكثر صعوبة وأكثر خطورة. وأضاف: «إن الأمر يتعلق بتكلفة الخطأ، إذا كان لديك روبوت يزن 150 رطلاً (الرطل 453 غراماً) ويمكنه القيام بشيء ضار، فقد تكون التكلفة مرتفعة».

اختلاف روبوتات الحاضر والمستقبل

وبينما تقوم الشركات بتدريب هذا النوع من الأنظمة على مجموعات كبيرة ومتنوعة من البيانات، يعتقد الباحثون أنها ستتحسن بسرعة. وهذا يختلف تماماً عن الطريقة التي عملت بها الروبوتات في الماضي. ففي العادة، يقوم المهندسون ببرمجة الروبوتات لأداء الحركة الدقيقة نفسها مراراً وتكراراً، مثل التقاط صندوق بحجم معين أو تثبيت أداة في مكان معين على المصد الخلفي للسيارة. لكن الروبوتات لا تستطيع التعامل مع المواقف غير المتوقعة أو العشوائية.

لكن ومن خلال التعلم من البيانات الرقمية - مئات الآلاف من الأمثلة لما يحدث في العالم المادي - يمكن للروبوتات أن تبدأ في التعامل مع ما هو غير متوقع. وعندما تقترن هذه الأمثلة باللغة، يمكن للروبوتات أيضاً الاستجابة للاقتراحات النصية والصوتية، كما يفعل برنامج الدردشة. وهذا يعني أنه مثل برامج الدردشة ومولدات الصور، ستصبح الروبوتات أكثر ذكاءً. وقال تشين: «ما هو موجود في البيانات الرقمية يمكن أن ينتقل إلى العالم الحقيقي».

* خدمة «نيويورك تايمز»


الجينات الوراثية تحدّد الآثار الصحية لفيتامين «إيه»

الجينات الوراثية تحدّد الآثار الصحية لفيتامين «إيه»
TT

الجينات الوراثية تحدّد الآثار الصحية لفيتامين «إيه»

الجينات الوراثية تحدّد الآثار الصحية لفيتامين «إيه»

قام فريق بحث من أستراليا باستكشاف دور فيتامين «إيه» في التسبب في الاضطرابات النفسية، ووجد أن الاتصال بين الخلايا العصبية في الدماغ يتغير لدى الأشخاص المصابين بالفصام وحالات نفسية أخرى، حيث إن الجينات تلعب دوراً في تحديد كيفية استقلاب الجسم للفيتامين «إيه».

الجينات واستقلاب الفيتامين «إيه»

كما وجد الفريق أن بعض الأشخاص قد يكونون أكثر استجابة للفيتامين من آخرين نتيجة لاختلافات في جيناتهم. وقد تؤثر هذه الاختلافات الوراثية على مستويات الريتينول في الجسم، وبالتالي تؤثر على الصحة.

ونُشرت الدراسة في مجلة نتشركوميونيكيشن nature communications في 19 فبراير (شباط) 2024 برئاسة موراي كيرنزمن من كلية العلوم الطبية الحيوية والصيدلة جامعة نيوكاسل كالاهان نيو ساوث ويلز في أستراليا.

فوائد فيتامين «إيه»

وفيتامين «إيه» المعروف أيضاً باسم ريتينول Retinol أو حامض الريتينويك retinoic acid هو مغذٍ مهم للصحة العامة ويلعب دوراً في الرؤية والنمو وانقسام الخلايا وتقوية جهاز المناعة بالإضافة إلى ذلك يتميز الفيتامين بخصائص مضادة للأكسدة حيث يحمي الخلايا من تأثيرات الجذور الحرة التي تنشأ أثناء عملية هضم الطعام أوعند تعرض الجسم للتدخين والإشعاع.

تأثيرات وراثية

بحثت الدراسة في العوامل الوراثية التي تنظم مستويات الريتينول في مجرى الدم ومن خلال تحليل البيانات من آلاف الجينومات الفردية حدد الباحثون الاختلافات الجينية المرتبطة بامتصاص الريتينول ونقله في الدم. وكانت أبحاث سابقة أشارت إلى وجود صلة محتملة بين تغير الاتصال العصبي في الدماغ ومستويات فيتامين «إيه» لدى الأفراد المصابين بالفصام والاضطرابات النفسية الأخرى.

فهم الحالات المعقدة

تمكن الباحثون من الحصول على نظرة ثاقبة لدور الفيتامين في مختلف الحالات الصحية المعقدة من خلال فهم الهندسة الوراثية لمستويات الريتينول وباستخدام التباين الجيني الذي يؤثر على الريتينول كبديل لمستويات الفيتامين في الدراسات الجينية الكبيرة التي أجريت على ملايين الأفراد.

وفيما يتعلق بأكثر من 17 ألف سمة تمكن الباحثون من التحقق من علاقة مستوى الفيتامين بالسمات المرتبطة بالالتهاب ودهون البلازما والسمنة والرؤية (الإبصار) والميكروبيوم وبنية الدماغ والربو ومرض الانسداد الرئوي المزمن والمزيد من الأمراض.

وكانت للنتائج آثار أيضا على الطب الدقيق وخاصة في توجيه استخدام الرتينوئيدات الاصطناعية (البدائل الصناعية للفيتامين) كأدوية من خلال تطبيق نهج مستنير وراثيا يمكن الباحثين من تصميم علاجات تعتمد على الريتينويد للأفراد بناءً على استعدادهم الوراثي وظروفهم الصحية. وعلى سبيل المثال فإن الأشخاص الذين يعانون من أمراض المناعة الذاتية لديهم مستويات منخفضة من الريتينول.

أهمية فيتامين «إيه»

فيتامين «إيه» هو عنصر غذائي قابل للذوبان في الدهون ويتوفر بكثرة في اللحوم وكذلك في النباتات الخضراء والبرتقالية والشكل النباتي للفيتامين يكون على شكل بيتا كاروتين beta-carotene ويحوله الكبد إلى الريتينول أو فيتامين «إيه» والمصادر الرئيسية للبيتا كاروتين هي السبانخ والجزر والبطاطا الحلوة والفلفل الأحمر والفاكهة الصفراء مثل المانجو والبابايا والمشمش. وهو ضروري لمختلف جوانب النمو بما في ذلك وظائف المخ وتنظيم الجهاز المناعي وصحة الجلد والرؤية ومع ذلك فإن الحفاظ على التوازن الصحيح للريتينول أمر ضروري حيث إن نقصانه أو زيادته يمكن أن يؤديا إلى مشكلات صحية.

تحذير للنساء الحوامل

وأكد الباحثون على ضرورة توخي الحذر عند تناول جرعات عالية من مكملات فيتامين «إيه» وأدوية الريتينويد بالنسبة للنساء الحوامل وأولئك اللواتي في سن الإنجاب لأن التناول المفرط من الفيتامين يمكن أن يشكل مخاطر على نمو الجنين وينبغي طلب المشورة الطبية قبل تناول المكملات الغذائية والاعتدال هو المفتاح.

اتجاهات المستقبل

في حين أن الدراسة توفر رؤى قيمة إلا أن هناك حاجة إلى مزيد من البحث لفهم تأثير الريتينول على صحة الإنسان بشكل كامل. ومع ذلك تؤكد النتائج أهمية استكشاف كيفية استخدام الريتينول بشكل فعال لتحسين نتائج صحة الإنسان. وباختصار فإن نتائج هذه الدراسة تسلط الضوء على أهمية فيتامين «إيه» في صحة الإنسان لا سيما في سياق حدوث الاضطرابات النفسية وتؤكد على إمكانية اتباع نهج الطب الدقيق لتحسين العلاجات القائمة على الريتينويد.


عربات كهربائية تُشحن قِطعاً وتُجمّع في موقع استخدامها

عربات كهربائية تُشحن قِطعاً وتُجمّع في موقع استخدامها
TT

عربات كهربائية تُشحن قِطعاً وتُجمّع في موقع استخدامها

عربات كهربائية تُشحن قِطعاً وتُجمّع في موقع استخدامها

يستطيع بعض المزارعين في ريف رواندا اليوم حجز مكانٍ لهم على شاحنة كهربائية جديدة بدلا من تحميل مئات الكيلوغرامات من البطاطا والموز على دراجة هوائية يتنقلون بها على أراضٍ وعرة في موسم الحرّ.

عربات كهربائية مجمَّعة

تعمل «أوكس دليفرز»، وهي شركة ناشئة تتخذ من المملكة المتحدة ورواندا مركزيْن لها، على تطوير أسطولٍ من العربات الكهربائية المصمّمة خصيصاً للسوق الأفريقية.

يقول سايمون دايفس، مؤسس الشركة ورئيسها التنفيذي: «تشكل العربات الكهربائية حلاً أفريقياً ممتازاً؛ لأنّ تشغيلها وصيانتها غير مكلفين، وهذا ما يجعلها وسيلة أكثر من رائعة لنماذج الأعمال الخدماتية. ما فعلناه هو تطوير أوّل شاحنة أفريقية مصمّمة لخدمة هدفٍ محدّد في القارّة السمراء».

عمل الإصدار الأوّل من الشاحنة بالديزل، ولكنّ الفريق عمد لاحقاً إلى تحويلها إلى عربة كهربائية. (تأسّست الشركة الناشئة عام 2020 لتحويل الفكرة إلى منتج سوقي).

صُمّمت الشاحنة على شكل قطعٍ مسطّحة حتّى تتمكّن الشركة من تصنيعها في المملكة المتحدة، ومن ثمّ شحنها إلى رواندا للتجميع، بعد تنفيذ خطوات السلامة الأساسية؛ مثل التوصيلات الكهربائية. تتمتّع الشاحنة بمتانة عالية تسمح لها بالسير على طرقات وعرة، وفي ظروف جوية سيئة مع حمل أوزانٍ تصل إلى طنّين لمسافة تتجاوز 160 كلم. تتصل الشاحنة بالكهرباء ليلاً لشحن طاقتها. وكانت الشركة قد حصلت على منحة من برنامج «إنرجي كاتاليست» البريطاني لمساعدتها في بناء محطات شحن إضافية.

خدمات للمزارعين والتجار الصغار

تقدّم «أوكس دليفرز» خدماتها في رواندا، حيث لا يستطيع المزارعون والمشاريع التجارية الصغيرة تحمّل تكلفة شراء شاحناتهم الخاصّة. يحجز الزبائن مكانهم على الشاحنة بواسطة تطبيق أو اتصال هاتفي، ويدفعون التكلفة المادية نفسها التي كانوا يدفعونها لإتمام عملية التوصيل بالدراجة الهوائية. تستخدم الشركة حالياً أسطولاً من 30 شاحنة قديمة عاملة بالديزل لاختبار خدمة «الدفع عند الاستخدام». تملك «أوكس دليفرز» ثلاث شاحنات كهربائية فاعلة على الطرقات، وتخطّط لتوسيع أسطولها إلى 100 شاحنة، والتخلص من عربات الديزل مع نهاية العام المقبل.

ولأنّها تملك شاحناتها الخاصة، تبدي الشركة حرصاً شديداً على تعزيز متانتها وسهولة صيانتها قدر الإمكان.

أمّا بالنسبة للزبائن، فيمكن لخدمة التوصيل أنّ تغيّر الطريقة التي يعملون بها؛ إذ وقبل هذه الخدمة، كان مالك المشروع التجاري الصغير مثلاً يحتاج إلى عدّة أيّام لإعادة تخزين الموز.

يقول دايفس إنّ بعض الزبائن الذين كانوا يقومون بتوصيل حمولتين من البطاطا في الأسبوع على الدراجة الهوائية، باتوا اليوم يوصلون حمولتين في الشاحنة، ما يساعد في رفع دخلهم 10 أضعاف. ومع تزايد وسائل المواصلات القابلة للبرمجة، بات بإمكان العاملين الآخرين تغيير جداولهم، فقد اعتاد صيّادو السمك مثلاً انتظار وصول الشاحنة للبدء بالصيد؛ كيلا يضطروا إلى الانتظار طويلاً في الشمس والمخاطرة بفساد الأسماك. أمّا اليوم، فقد بات بإمكانهم الصيد لفترة أطول والتقاط كمية أكبر.

تسهم المواصلات السريعة وغير المكلفة أيضاً في تخفيض تكلفة المواد الغذائية التي تأتي من مناطق بعيدة.

يشهد الطلب على هذه الخدمة نمواً ملحوظاً في رواندا، حيث يوجد 13 مليون شخص، وحوالي 15 ألف شاحنة فقط. وأخيراً، تخطّط «أوكس دليفرز» لتكرار تجربتها في جميع أنحاء أفريقيا ومناطق أخرى من الجنوب.

*مجلّة «فاست كومباني» - خدمات تريبيون ميديا


دراسة: الإنسان عرف المزاح قبل 13 مليون سنة

القدرة على مداعبة الآخرين تبدأ لدى الإنسان في سن ثمانية أشهر (أرشيفية - شبكة إيه بي سي نيوز)
القدرة على مداعبة الآخرين تبدأ لدى الإنسان في سن ثمانية أشهر (أرشيفية - شبكة إيه بي سي نيوز)
TT

دراسة: الإنسان عرف المزاح قبل 13 مليون سنة

القدرة على مداعبة الآخرين تبدأ لدى الإنسان في سن ثمانية أشهر (أرشيفية - شبكة إيه بي سي نيوز)
القدرة على مداعبة الآخرين تبدأ لدى الإنسان في سن ثمانية أشهر (أرشيفية - شبكة إيه بي سي نيوز)

منذ نعومة أظافره، يعرف الإنسان كيف يمزح ويداعب الآخرين، حتى قبل أن ينطق أول كلماته. وتنطوي هذه النوعية من السلوكيات على أهمية كبيرة للتفاعل والتطور الاجتماعي لدى البشر، فالطفل الرضيع يتكون لديه قدر كاف من الذكاء الاجتماعي يتيح له أن يفهم رد فعل الغير حيال السلوكيات التي يقوم بها، عندما يأتي بعمل يخالف توقعات الآخرين، وهو الأساس الذي تقوم عليه فكرة المزاح في المقام الأول.

وخلصت دراسة علمية، نشرتها الدورية العلمية Proceedings of Royal Society Biological Sciences مؤخراً، إلى أن القدرة على مداعبة الآخرين تبدأ لدى الإنسان في سن ثمانية أشهر، وأن هذا السلوك لا يقتصر على البشر، بل جرى رصد سلوكيات مشابهة لدى رئيسيات أخرى، مثل بعض أنواع القردة والشمبانزي، وأن تطور مثل هذا السلوك بشكل عام بدأ لدى الإنسان قبل 13 مليون سنة على الأقل.

وتقول الباحثة إيزابيل لاومر، المتخصصة في مجال الرئيسيات والسلوكيات الإدراكية بجامعة كاليفورنيا ومعهد ماكس بلانك لسلوكيات الحيوان، في بيان أورده الموقع الإلكتروني «بوبيولار ساينس» المتخصص في الأبحاث العلمية، إن «القردة الرئيسية هي مرشح مثالي للمداعبة والمزاح، وهي قريبة الشبه بالإنسان عندما يتعلق الأمر بالانخراط في اللعب الاجتماعي، حيث يمكنها أن تضحك، وأن تُبدي مؤشرات على فهم ردود فعل الآخرين، في إطار مثل هذه التفاعلات الاجتماعية المرحة».

وذكرت الدراسة أنه على الرغم من أن المداعبة لدى الأطفال الرضع ليست بالطبع في درجة تطور النكات اللفظية وفنون المزاح لدى البالغين، فإنها تستند، على ما يبدو، إلى نفس القواعد السلوكية والإدراكية بشكل عام. وتوضح أن الأطفال في سن 12 شهراً يقومون بثلاثة أنواع من السلوكيات؛ بغرض مداعبة الآخرين وجذب انتباههم، وهي كالتالي: أولاً عرض الأشياء على الغير ثم اجتذابها منهم بشكل مفاجئ، ثانياً القيام بسلوكيات استفزازية غير مُنصاعة، مثل الإقدام على ارتكاب عمل غير مقبول، أو رفض الإتيان بالسلوك المتوقع، وأخيراً القيام بسلوكيات مزعجة للغير مثل محاولة انتزاع الأشياء من الآخرين أثناء استخدامها، على سبيل المثال.

ووجد الباحثون أن الأطفال عادةً ما يأتون بهذه السلوكيات بشكل متكرر، مع التطلع والنظر إلى الأب أو الأم ثم الابتسام، في انتظار رد الفعل الانفعالي من الطرف الآخر، ولوحظ أيضاً أن الأطفال يمكنهم تمييز الاستجابة الإيجابية والسلبية لدى الغير، وأنهم عادةً ما يتوقفون عن السلوكيات التي لا تلقى استحسان الآخر في المحيط الاجتماعي. ويرى الباحثون أن الأطفال يقْدمون على هذه السلوكيات في أوقات الحياد الانفعالي أو الشعور بالملل، وأن الغرض منها في الأساس هو اجتذاب الغير لمداعبتهم أو استكشاف الحدود الاجتماعية للسلوكيات.

وفي إطار الدراسة، قام الفريق البحثي من الولايات المتحدة وألمانيا بتسجيل الأنماط السلوكية لمجموعة من القردة الرئيسية تضم تسعة من قردة البابون، وأربعة من قردة إنسان الغاب، وأربع غوريلات في حديقة حيوان سان دييغو الأميركية، بالإضافة إلى 17 شمبانزي في حديقة حيوان لايبزيغ بألمانيا. وكانت تجرى دراسة القرود أثناء وضعها في بيئات غنية داخل أقفاص مغلقة وأماكن مفتوحة في الهواء الطلق، ويجري إطعامها عدة مرات في اليوم، مع تصويرها بالفيديو لأوقات مطوّلة وصلت إلى 75 ساعة تسجيل، خلال الفترة بين 2016 و2019، وتضمنت هذه المقاطع مشاهد لتفاعلات اجتماعية عفوية في شكل مُعاكسات وتحرش واستفزازات سلوكية، كما جرى استبعاد المقاطع التي تحتوي على سلوكيات عدوانية غير مبرَّرة.

وتبيَّن من الدراسة أن القردة، التي خضعت للتجربة، تنخرط في سلوكيات اجتماعية قائمة على المداعبة والمعاكسات، وأن الفصائل الأربع تقوم بسلوكيات استفزازية متعمدة عادةً ما تكون مصحوبة بسمات اللعب، وجرى رصد 18 نمطاً سلوكياً مختلفاً للمداعبة، مثل جذب الشعر، والوخز بالأصابع، وإخفاء الأشياء عن الغير، وأن معظم هذه السلوكيات كانت تستهدف لفت الانتباه أو اجتذاب رد فعل من الطرف الآخر. واتضح أيضاً أن القرود لديها أسلوب فهم مركب نسبياً لتوقعات الآخرين، وهو، كما أسلفنا، المعيار الأساسي للمداعبة الاجتماعية، وعلاوة على ذلك فإنها تعتمد على الأساليب الثالثة نفسها التي ينتهجها الأطفال البشر في جذب انتباه البالغين ومداعبتهم، وفق ما نقلت «وكالة الأنباء الألمانية».

ونقل موقع «بوبيولار ساينس» عن الباحثة إيريكا كارتميل، المتخصصة في مجال الأنثروبولوجيا بجامعة إنديانا الأميركية، قولها إنه «من الشائع أن تقوم القرود أثناء المداعبة والمزاح بالتلويح بأيديها، أو بعرض ما معها في منتصف مجال الرؤية لدى الطرف الآخر، ثم النظر إليه بشكل مباشر بعد وخزه أو لطمه أو جذب شعره، بحيث يكون من شبه المستحيل للطرف الآخر تجاهل سلوك المداعبة الذي تعرّض له»، مضيفة أنه «في بعض الحالات النادرة كانت القرود تستخدم إشارات تعبيرية، أو تبدي ملامح معينة على وجودها للإشارة إلى رغبتها في معاكسة أو مداعبة الغير، وهو ما يندرج لدى البشر تحت مسمى الابتسام».

وتؤكد الباحثة لاومر أنه «من منظور النشوء والارتقاء، فإن وجود أنماط المداعبة والمزاح الأربعة لدى القرود الرئيسية على المنوال الذي جرى رصده لدى أطفال البشر، إنما يشير إلى أن المداعبة والمرح وما يتطلبانه من اشتراطات إدراكية مسبقة ظهرا لدى أسلافنا الأوائل، ربما قبل 13 مليون سنة على الأقل».


التحرير «اللاجيني»... يحدّ من نشاط الجينات المسببة للأمراض

التحرير «اللاجيني»... يحدّ من نشاط الجينات المسببة للأمراض
TT

التحرير «اللاجيني»... يحدّ من نشاط الجينات المسببة للأمراض

التحرير «اللاجيني»... يحدّ من نشاط الجينات المسببة للأمراض

عملية تقلل نشاط الجين من دون حدوث أي خلل في تطور علمي جديد، وضّحت دراسة حديثة نهجاً بديلاً لتحرير الجينوم، يستهدف اللاجينوم على وجه التحديد؛ لتقليل نشاط الجين الذي يؤثر في مستويات الكوليسترول دون تغيير تسلسل الحامض النووي.

وبدلاً من التحرير المباشر لتسلسل الحامض النووي، قام العلماء بتعديل الجينوم الذي يتضمن علامات كيميائية على الحامض النووي تؤثر في نشاط الجينات. وتمكّن الباحثون من خلال تغيير نمط هذه العلامات الكيميائية من تنظيم نشاط الجين المستهدف.

التعديلات اللاجينية

يمكن للتعديلات اللاجينية أن تحدد هوية الخلية في أثناء التطور، وتؤثر في التعبير الجيني. أما «التعبير الجيني» فهي العملية التي يتم من خلالها استخدام المعلومات الجينية لإنتاج منتجات وظيفية داخل الخلية، حيث تتم ترجمة هذه المعلومات من الحامض النووي إلى سلاسل من الأحماض الأمينية لتشكيل البروتينات، وهي العملية التي تجعل الحامض النووي يتحول إلى الحياة.

وفي هذا السياق طوّر الباحثون في بحثهم المنشور في مجلة «نتشر (Nature)» في 28 فبراير (شباط) 2024 برئاسة أنجيلو لومباردو الباحث في العلاج الجيني في معهد سان رافاييل العلمي في ميلانو إيطاليا وزملائه، طريقة لتعديل العلامات اللاجينية باستخدام بروتينات أصابع الزنك المندمجة مع البروتينات المشاركة في إضافة أو إزالة العلامات الكيميائية على الحامض النووي.

ويشار إلى أن الموافقة على أول علاج لتحرير الجينوم الذي يعتمد على نظام التحرير (القص) الجيني (كريسبر-كاس9) عام 2023، بشّرت بتطور نوع جديد من الطب الذي يتضمن إجراء تغييرات مستهدفة على تسلسل الحامض النووي.

لكن النتائج الجديدة التي نشرها أنجيلو لومباردو أخيراً في هذه الدراسة تدعم الحجة القائلة بتحرير اللاجينوم بدلاً من ذلك لعلاج أمراض معينة، وبالتالي تجنب بعض المخاطر التي تأتي مع كسر وتغيير خيوط الحامض النووي بشكل لا رجعة فيه.

علم الوراثة اللاجينية

يشير علم الوراثة اللاجينية إلى دراسة التغيرات الوراثية في التعبير الجيني التي لا تنطوي على تغييرات في تسلسل الحامض النووي نفسه. بل وبدلاً من ذلك تتم هذه التغييرات عن طريق تعديلات على بنية الحامض النووي أو البروتينات المرتبطة به، المعروفة مجتمعة باسم «الكروماتين (chromatin)» حيث يمكن أن تؤثر التعديلات اللاجينية في التعبير الجيني عن طريق تنشيط أو إسكات جينات معينة، وبالتالي تلعب دوراً حاسماً في العمليات البيولوجية المختلفة، بما في ذلك التطور والشيخوخة والمرض.

يمثل التحرير اللاجيني نهجاً رائداً لتنظيم الجينات الذي يسخر «قوة كريسبر» دون تغيير تسلسل الحامض النووي نفسه، ومن خلال التعديل الانتقائي للعلامات اللاجينية يستطيع الباحثون معالجة أنماط التعبير الجيني؛ مما يوفر طرقاً جديدة لعلاج الأمراض وفهم العمليات البيولوجية المعقدة. على الرغم من أن مجال التحرير اللاجيني لا يزال في بداياته فإنه يحمل وعداً هائلاً لإحداث ثورة في الطب وعلم الأحياء في السنوات المقبلة.

تطبيقات مستقبلية

الجين المستهدف للتعديل اللاجيني في هذه الدراسة هو جين معروف بارتباطه بارتفاع مستويات الكوليسترول، ويدعى «PCSK9» ومن خلال تحرير الجينوم الخاص بذلك الجين في الفئران لا

حظ الباحثون انخفاضاً في مستويات الكوليسترول ومستويات البروتين.

واستمرت تأثيرات التحرير اللاجيني لفترة طويلة مع الحفاظ على مستويات منخفضة من الجين المستهدف لمدة 330 يوماً في الفئران، وهذا يشير إلى إمكانية تحقيق فوائد علاجية طويلة المدى دون الحاجة إلى علاج مستمر.

وتسلط الدراسة الضوء على إمكانات التحرير اللاجيني بوصفه نهجاً علاجياً لعلاج الأمراض دون تغيير تسلسل الحامض النووي بشكل مباشر، إذ قد توفر هذه الطريقة مزايا مقارنة بتحرير الجينوم التقليدي بما في ذلك تقليل المخاطر والتأثيرات طويلة الأمد. كما تسهم النتائج في زيادة الإثارة العلمية حول التحرير اللاجيني بوصفه وسيلة واعدة للتطوير العلاجي.

وتؤكد الدراسة قدرة التحرير اللاجيني على إحداث ثورة في الطب من خلال تقديم علاجات دقيقة وطويلة الأمد لمختلف الأمراض. ومع ذلك هناك حاجة إلى مزيد من البحث لفهم سلامة وفعالية هذا النهج بشكل كامل قبل أن ترجمته إلى تطبيقات سريرية.

وأحد التطبيقات الواعدة للتحرير اللاجيني هو في مجال أبحاث السرطان، إذ كثيراً ما تتم ملاحظة التعديلات اللاجينية الشاذة في الخلايا السرطانية، مما يؤدي إلى خلل تنظيم الجينات المهمة المشارِكة في قمع الورم أو ترقيته. ومن خلال التعديل الانتقائي لهذه العلامات اللاجينية يأمل الباحثون في استعادة أنماط التعبير الجيني الطبيعية، وربما وقف أو عكس نمو الورم.


كيف يؤثر تغير المناخ في تدفق الأنهار حول العالم؟

لقطة جوية لوادي نهر النيل (رويترز)
لقطة جوية لوادي نهر النيل (رويترز)
TT

كيف يؤثر تغير المناخ في تدفق الأنهار حول العالم؟

لقطة جوية لوادي نهر النيل (رويترز)
لقطة جوية لوادي نهر النيل (رويترز)

تختلف أنماط تدفق الأنهار باختلاف المواسم، وهي دورة تلعب دوراً حاسماً في الفيضانات والجفاف، والأمن المائي، وصحة التنوع البيولوجي والنظم البيئية في جميع أنحاء العالم.

وكشفت دراسة دولية عن أن تغير المناخ يعطل التدفق الموسمي للأنهار، خصوصاً عند خطوط العرض الشمالية المرتفعة لأميركا وروسيا وأوروبا، ويشكل تهديداً للأمن المائي والنظم البيئية. ويأتي هذا التهديد بشكل مستقل عن التأثيرات البشرية الأخرى التي تؤثر في تدفق الأنهار، كما يحدث في قارة أفريقيا، وعلى رأسها استخراج المياه الجوفية وبناء السدود وتحويل مجرى الأنهار.

تغييرات موسمية

ويُظهر الكثير من الأنهار حول العالم تغيرات موسمية في تدفقها، إذ تختلف كمية المياه المتدفقة خلال السنة تبعاً لظروف مناخية محددة مثل هطول الأمطار وذوبان الجليد والتبخر. ففي نهر النيل، على سبيل المثال يزداد التدفق بشكل كبير خلال فصل الصيف بسبب ذوبان الثلوج في مرتفعات إثيوبيا، فيما يزداد تدفق نهر الأمازون خلال فصل الشتاء بسبب هطول الأمطار الغزيرة في حوض الأمازون. أما نهر المسيسيبي فيزداد تدفق المياه فيه، خلال فصل الربيع بسبب ذوبان الجليد في شمال الولايات المتحدة.

وحلّل فريق من العلماء بقيادة جامعة «ليدز» البريطانية وبالتعاون مع الجامعة الجنوبية للعلوم والتكنولوجيا في الصين، البيانات التاريخية من محطات قياس الأنهار في جميع أنحاء العالم، في الفترة من عام 1965 إلى عام 2014.

واكتشف الباحثون، في دراسة نُشرت في العدد الأخير من دورية «ساينس»، أن ما يقرب من 21 في المائة من محطات قياس الأنهار طويلة المدى التقطت تغييرات كبيرة في التدفق الموسمي في جميع أنحاء العالم، وكانت فترات التدفق المنخفض هي الأكثر تأثراً.

علاوة على ذلك، كشفت النتائج عن ضعف ملحوظ في الدورة الموسمية لتدفق الأنهار في خطوط العرض العليا الشمالية فوق 50 درجة شمالاً، والذي يمكن أن يُعزى بشكل مباشر إلى تغير المناخ.

تغيُّر المناخ وتدفق الأنهار

ولأول مرة على الإطلاق، تمكن الباحثون من استبعاد التدخلات البشرية المباشرة مثل إدارة الخزانات أو استخراج المياه، لإظهار أن الانخفاض واسع النطاق في موسمية تدفق الأنهار كان مدفوعاً بتغير المناخ.

وفي تصريح لـ«الشرق الأوسط، قالت الباحثة الرئيسية للدراسة، هونغ وانغ، باحثة دكتوراه في جامعة «ليدز» و«الجامعة الجنوبية للعلوم والتكنولوجيا» في الصين: «يُظهر بحثنا أن ارتفاع درجات حرارة الهواء، الذي من المحتمل أن يكون بسبب الأنشطة البشرية، يؤدي إلى الضعف الملحوظ في موسمية تدفق الأنهار».

وأضافت أن هذه النتيجة تشير إلى «انخفاض مستمر وكبير في موسمية تدفق الأنهار إذا استمرت درجات حرارة الهواء في الارتفاع. لذلك نحن ندعو إلى اتخاذ تدابير للتخفيف من آثار تغير المناخ، فهذه هي الطرق الأكثر مباشرةً لإبطاء ضعف موسمية تدفق الأنهار».

وعن أكثر المناطق تأثراً بالتغيرات في أنماط التدفق الموسمي، أوضحت أن الدراسة ترصد مناطق معينة، هي روسيا الأوروبية والدول الاسكندنافية وكندا، معرَّضة بشكل خاص للتغيرات في أنماط التدفق الموسمي، لأن تغير المناخ الناجم عن الإنسان يزيد من تعقيد ممارسات إدارة المياه على سبيل المثال، الخزانات الكبيرة، مما يؤدي إلى تفاقم تثبيط موسمية تدفق الأنهار.

وأشارت وانغ إلى أن الأنهار المرتبطة بتغيرات الغلاف الجليدي، مثل الاستنفاد المبكر للثلوج، وفقدان الأنهار الجليدية، وتدهور التربة الصقيعية، وزيادة نسبة هطول الأمطار، وفترات التجمد القصيرة، تظهر بوصفها الأنهار الأكثر عرضة للخطر.

لكن في المقابل، تُظهر أنهار قارة أفريقيا وفي مقدمتها نهر النيل، التي تقع في المنطقة الاستوائية وشبه الاستوائية، نوعاً مختلفاً من الضعف، حيث ترتبط التغيرات الموسمية لتدفق الأنهار بشكل أوثق بأنظمة التدفق وممارسات الاستخدام البشري للمياه.

تأثيرات محتملة

وعن التأثيرات المحتملة، نوهت وانغ إلى أن تغير موسمية تدفق الأنهار يمكن أن يؤدي إلى تغيرات في توافر المياه عبر المواسم، مع احتمال نقص المياه أو فائضها في بعض الأشهر. وقد يؤثر ذلك في قدرة المجتمعات على تلبية احتياجاتها من المياه لأغراض الزراعة والصناعة والاستخدام المنزلي، خصوصاً خلال مواسم ذروة الطلب على المياه.

وفيما يتعلق بالتدابير التي يمكن اتخاذها للتخفيف من الآثار السلبية لتغير موسمية تدفق الأنهار على النظم البيئية والمجتمعات البشرية، قالت وانغ إن الأمر يتعلق بتدابير التكيف مع المناخ. وتتمثل إحدى الطرق في الحفاظ على النظم البيئية الطبيعية واستعادتها مثل الأراضي الرطبة والغابات، لأنها تلعب دوراً حاسماً في تنظيم تدفق المياه، ومنع التآكل، والحفاظ على التنوع البيولوجي، كما تعمل هذه النُّظُم البيئية كحواجز طبيعية ضد الأحداث المتطرفة.

ووفق الدراسة، جرى بالفعل تغيير تدفق أكثر من ثلثي أنهار العالم من البشر حتى دون النظر في التأثيرات غير المباشرة للزيادات في غازات الدفيئة والهباء الجوي.

وتلعب موسمية تدفق الأنهار دوراً حاسماً في الدورة المتوقعة للفيضانات والجفاف. ويمكن أن يؤدي التذبذب في تدفق الأنهار إلى تهديد الأمن المائي والتنوع البيولوجي للمياه العذبة. على سبيل المثال، قد يتدفق بسرعة جزء كبير من المياه الذائبة المبكرة الناتجة عن استنفاد كتل الثلوج إلى المحيطات، وبالتالي لا تكون متاحة للاستخدام البشري. كما يمكن أن يكون لضعف موسمية تدفق الأنهار، على سبيل المثال بسبب انخفاض مستويات الأنهار في الربيع وأوائل الصيف في مناطق ذوبان الثلوج، تأثير أيضاً في الغطاء النباتي على ضفة النهر والكائنات الحية التي تعيش في النهر نفسه.

تأثير الإنسان في تدفق النهر

وإلى جانب تغير المناخ، تعمل الأنشطة البشرية على تغيير أنماط تدفق الأنهار في جميع أنحاء العالم، سواء بشكل مباشر من خلال تنظيم استخراج المياه الجوفية، أو بشكل غير مباشر من خلال تغير استخدام الأراضي عبر توسع المدن والبلدات على حساب الأراضي الزراعية أو الغابات، وتأثيرات تغير المناخ في درجة حرارة الهواء، وهطول الأمطار، ورطوبة التربة، وذوبان الثلوج.

ويمكن تقليل التأثيرات السلبية للأنشطة البشرية في تدفق الأنهار من خلال تدابير أبرزها، تقليل استهلاك المياه من خلال استخدام طرق الري الحديثة وإصلاح تسريبات المياه، ومعالجة مياه الصرف الصحي قبل تصريفها في الأنهار، واستخدام تقنيات صديقة للبيئة في الزراعة والصناعة، وحماية الغابات من التلوث والحرائق.


أقمار اصطناعية يابانية من الخشب

نموذج اولي بقمؤ اصطناعي مكعب من الخشب
نموذج اولي بقمؤ اصطناعي مكعب من الخشب
TT

أقمار اصطناعية يابانية من الخشب

نموذج اولي بقمؤ اصطناعي مكعب من الخشب
نموذج اولي بقمؤ اصطناعي مكعب من الخشب

هناك ما يقرب من 10 آلاف قمر اصطناعي يدور حول الأرض، معظمها مصنوع من الألمنيوم. وقد كان هذا المعدن هو المادة المستخدمة في تصميم الطيران لسنوات كثيرة؛ لأنه خفيف الوزن ومتوفر بكثرة، ويمكن دمجه مع معادن أخرى ليصبح متيناً بشكل لا يصدق.

بيئة فضائية ملوثة

ولكن هذه التصاميم تُشكل مشكلة بيئية، إذ وعندما تحترق المركبات الفضائية المصنوعة من الألمنيوم في الغلاف الجوي، فإنها تترك وراءها دقائق صغيرة يمكن أن تلحق الضرر بطبقة الأوزون للأرض.

وبحلول عام 2030، يُتوقع أن يكون هناك أكثر من 60 ألف قمر اصطناعي جديد في المدار، سيكون الكثير منها عبارة عن أقمار اصطناعية ذات مدار أرضي منخفض تعمل لمدة خمس سنوات تقريباً قبل أن تتبخر عند العودة إلى الغلاف الجوي.

لذا بدأ العلماء يشعرون بالتوتر، ففي نهاية المطاف، هناك سبب وراء تسمية طبقة الأوزون بـ«الدرع الشمسية الطبيعية في العالم»؛ إذ ومن دونها، سنتعرض جميعاً لمستويات خطيرة من الأشعة فوق البنفسجية.

أقمار يابانية من الخشب

لأن هناك أملاً ضئيلاً في إبطاء انتشار الأقمار الاصطناعية، فسيكون من المستحيل تقريباً أن نبعد أنفسنا عن هذه المركبات الفضائية التي تجعل حياتنا الحديثة ذات التقنية العالية ممكنة، ولكن ماذا لو صنعنا الأقمار الاصطناعية من الخشب بدلاً من المعدن؟

هذه هي الفكرة التي اقترحها فريق من الباحثين من جامعة كيوتو اليابانية، فقد صمموا قمراً اصطناعياً خشبياً صغيراً، يعتقدون أنه يمكن أن يكون بديلاً صديقاً للبيئة أكثر من الأقمار الاصطناعية المصنوعة من الألمنيوم المستخدمة اليوم. وهم يخططون لوضع واحد في المدار في وقت لاحق من هذا العام. ولكن يُطرح السؤال التالي: هل يبدو الخشب منافساً واضحاً لمواد المركبات الفضائية أم أنه على العكس من ذلك يبدو خطيراً تماماً؟ لأنه يتعرض للاشتعال والتكسر، وحتى للتآكل.

وقد صرح كوجي موراتا، الباحث في جامعة كيوتو الذي يقود المبادرة، لوسائل إعلام أميركية: «عندما يستخدم الخشب على الأرض، فإنه يواجه مشاكل الاحتراق والتآكل والتشوه، لكن في الفضاء لا يواجه هذه المشاكل؛ إذ لا يوجد أكسجين في الفضاء، لذا فإنه لا يحترق، ولا تعيش في الفضاء كائنات حية، لذا فإنه لا يتآكل».

بدأ موراتا وفريقه مشروع «LignoStella Space Wood» في عام 2020، بالشراكة مع شركة بناء تدعى «ساميتومو فوريستري» في البحث عن أفضل الأخشاب لإرسالها إلى الفضاء، وقرروا إجراء اختبار على ثلاثة أنواع: خشب بتولا إيرمان، والكرز الياباني، ونبات الماغنوليا.

اختبارات في محطة الفضاء

وفي عام 2021، وصلت عينات الخشب إلى محطة الفضاء الدولية، حيث أمضت 290 يوماً في وحدة التجارب اليابانية «كيبو»، وتعرضت لدرجات حرارة شديدة، و«أشعة كونية شديدة ودقائق شمسية خطيرة».

وقال موراتا: «لقد أذهلتنا قدرة الأخشاب على تحمل هذه الظروف». وعلى الرغم من قضاء ما يقرب من عام في ظروف الفضاء القاسية، لم تظهر عينات الخشب أي علامات للتلف... لا تكسير، ولا تقشير، ولا خدش. ويقول الفريق إن من المحتمل استخدام خشب الماغنوليا للقمر الاصطناعي المقترح في وقت لاحق من هذا العام، حيث إن تركيبته الفريدة تجعل العمل معه أسهل وأكثر صلابة بشكل خاص.

نموذج أولي مكعب

ومن المتوقع إطلاق النموذج الأولي «LignoSat2» هذا الصيف في عملية مشتركة بين «وكالة ناسا» و«وكالة الفضاء اليابانية JAXA». وسيكون القمر على شكل مكعب، وبحجم فنجان القهوة تقريباً.

لماذا هذا الحجم الصغير جدا؟ إنه ما يُعرف باسم «CubeSat»، وهو نوع من الأقمار الاصطناعية النانوية المعيارية التي تتميز بتكلفة معقولة في التصميم والتشغيل، ما يجعلها مثالية للمؤسسات البحثية والشركات الصغيرة التي تتطلع إلى إرسال شيء ما إلى المدار. سيكون للمكعب غلاف خشبي، ولكنه سيحتوي أيضاً على كميات صغيرة من البلاستيك والسيليكون، بالإضافة إلى وجود شبه موصل ورقاقة للاتصال بالأرض. وسيقوم الباحثون بمراقبته في المدار لمدة ستة أشهر، ومراقبة رد فعله على التغيرات في درجات الحرارة، ومراقبة القدرات الوقائية له، قبل أن يحترق في الغلاف الجوي للأرض.

يقول موراتا: «يدور القمر الاصطناعي حول الأرض، وتحدث هذه الاختلافات الهائلة في درجات الحرارة خلال 90 دقيقة... نحن لا نعرف إلى أي مدى يمكن للقمر الاصطناعي أن يتحمل هذه الدورة المكثفة والمتكررة من اختلاف درجات الحرارة، لذلك يجب التحقيق في هذا الأمر».

منزل خشبي على القمر

يمكن أن يفتح «LignoSat2» الباب أمام تطبيقات أخرى للخشب في الفضاء. نشأت فكرة المشروع في الأصل من مسألة ما إذا كان المجتمع البشري الذي يعيش في الفضاء يمكنه زراعة الأشجار لاستخدامها بوصفها مورداً متجدداً لبناء الأشياء.

وكان رائد الفضاء والمهندس الياباني تاكاو دوي تواصل مع موراتا، وطرح عليه فكرة مذهلة تتمثل في بناء منزل خشبي على القمر. لكن موراتا قال: «قبل بناء منزل على القمر، نحتاج إلى التحقق مما إذا كان الخشب مادة يمكن استخدامها في الفضاء».

ومن هنا ولدت فكرة القمر الاصطناعي الخشبي. وبطبيعة الحال، إذا ثبت أن الخشب هو المادة الفضائية في المستقبل، فيجب على المرء أن يتساءل: من أين سيأتي كل هذا الخشب؟ وعما إذا كان قطع الأشجار لبناء مركبات فضائية صديقة للبيئة هو أفضل استخدام لها بوصفها منافذ طبيعية لامتصاص الكربون على كوكب الأرض.

*مجلة «فاست كومباني»

- خدمات «تريبيون ميديا»