أبحاث علمية لإرسال الروائح عبر الشبكات الإلكترونية

التحفيز الكهربائي لخلايا الأنف العميقة يولد عطوراً طيبة وأريجاً كيميائياً

أبحاث علمية لإرسال الروائح عبر الشبكات الإلكترونية
TT

أبحاث علمية لإرسال الروائح عبر الشبكات الإلكترونية

أبحاث علمية لإرسال الروائح عبر الشبكات الإلكترونية

تخيلوا فيلم واقع افتراضيا حول الحرب الأهلية حيث يمكنكم أن تشتموا رائحة الدخان المنبعثة من بنادق المقاتلين، أو موقعا إلكتروني للتعارف بملفات شخصية تفوح منها روائح العطور والكولونيا، أو حتى تطبيق واقع معزز يتيح لكم توجيه هاتفكم إلى لائحة خيارات مطعم ويقدم لكم نموذجاً عن رائحة كل طبق.

روائح رقمية

لا يزال الباحثون الذين يعملون على «الروائح الرقمية» بعيدين جداً عن تطبيقات مماثلة، ربما لأن عنصر الشكل الخاص بتقنيتهم يترك حيزاً للرغبة. وحتى يومنا هذا، لا يزال التقاط رائحة من المستقبل يعتمد على حشر سلك بأنفكم حتى تتمكن الأقطاب الكهربائية من الاحتكاك بالأعصاب في عمق المجاري الأنفية. ولكن الباحثين لديهم بعض الأفكار المتطورة.
يتولى كاسون كاروناناياكا، باحث زميل من معهد «إيماجينيرينغ» في ماليزيا الإشراف على بحث الرائحة الرقمية، الذي بدأ به كمشروع علمي عندما كان طالباً في مرحلة الدكتوراه بالتعاون مع أدريان شيوك، الذي يشغل حالياً منصب مدير المعهد ويعمل أستاذاً محاضراً في جامعة سيتي في لندن، والذي يعمل حالياً على بحث لابتكار «إنترنت متعدد الحواس».
وفي أحد أبحاثه الأولى، أرسل شيوك «أحضاناً للدجاج»، وعمل طلابه أيضاً على تطوير مذاقات «القبلات الرقمية» و«الطعم الكهربائي».
يشرح كاروناناياكا في حديث لموقع «سبيكتروم» لجمعية المهندسين الكهربائيين الأميركية، إن أول التجارب مع الرائحة الرقمية اعتمدت على خراطيش كيميائية موضوعة في أجهزة تتصل بأجهزة كومبيوتر أو هواتف، ترسل أمراً للجهاز ليحفز إطلاق المواد التي تختلط مع بعضها بعضاً لإنتاج رائحة ما.
خلال عملهم في هذا العالم الكيميائي، يتعاون فريق كاروناناياكا مع شركة يابانية ناشئة تعرف باسم «سينتي»Scentee) ) تقول إنها تعمل على تطوير «أول هاتف ذكي في العالم قادر على إنتاج روائح». يعمل الطرفان سوياً على تطوير تطبيق «سينتي» الذي يندمج مع تطبيقات أخرى لإضافة روائح على وظائف عدة في الهواتف الذكية. مثلاً، يمكن للتطبيق أن يتصل بمنبهكم الصباحي ليفتتح يومكم برائحة القهوة، أو يستطيع إضافة عطور إلى النصوص حتى تصلكم الرسائل من مختلف الأصدقاء مع روائح مميزة.

تحفيز خلايا الأنف

ولكن فريق كاروناناياكا سعى لإيجاد بديل للأجهزة الكيميائية التي تعتمد على خراطيش تتطلب إعادة التعبئة، فأراد باحثوه أن يرسلوا الروائح عبر الكهرباء وحدها.
ولإتمام تجاربه، أقنع الأخير 31 متطوعاً بالسماح له بحشر سلك رقيق ومرن في أنوفهم، وثبت على رأس السلك كاميرا صغيرة وأقطاب كهربائية فضية. وساعدت الكاميرا الباحثين على التحرك في المجاري الأنفية، سامحة لهم بدفع الأقطاب الكهربائية للاحتكاك بالخلايا الطلائية الشمية التي تقع على مسافة سبعة سنتيمترات أعلى وخلف فتحات الأنف. وتعمل هذه الخلايا على إرسال المعلومات عبر الأعصاب الشمية إلى الدماغ.
عادة، تحفز هذه الخلايا الشمية مركبات كيميائية تتصل بمستقبلات الخلايا، ولكن فريق كاروناناياكا حفزها بواسطة تيار كهربائي.
عمل الباحثون سابقاً على تمشيط الأدبيات العلمية للعثور على أمثلة على التحفيز الكهربائي للخلايا الأنفية، فوجدوا تقارير على أنه، أي التحفيز، ساعد المشاركين في التجارب على شم روائح. لذا قرروا أن يختبروا معالم تحفيز مختلفة، مع تعديل تدفق وقوة التيار، حتى توصلوا إلى الإعدادات التي أنتجت حواس الشم بشكل واضح.
وتمكن المشاركون في الاختبار في معظم الأحيان من شم روائح وصفوها على أنها عطور أو روائح كيميائية. كما تحدث البعض عن شم روائح شبهوها بالفواكه والحلويات والنعناع أو الخشب.
واعتبر كاروناناياكا أن هذه التجربة شكلت بداية برهان على فعالية هذه الفكرة. أما الخطوة التالية فهي تحديد ما إذا كانت معالم تحفيز معينة ترتبط ببعض الروائح، إلى جانب البحث في الاختلافات القائمة بين المشاركين في الاختبار. إذ يلفت الباحث إلى احتمال وجود اختلافات ناتجة عن السن، والعمر، وطبيعة الجسم.
ولكن السؤال الأكبر هو: هل سيتمكن الباحثون من العثور على وسيلة لإنتاج هذه الروائح دون حشر أنبوب في أنوف الناس؟ فقد كانت الاختبارات مزعجة جداً لغالبية المتطوعين، مما دفع كاروناناياكا إلى الاعتراف بأن «الكثيرين أرادوا المشاركة، ولكنهم غادروا بعد الاختبار الأول لأنهم لم يستطيعوا التحمل».
ويقول كاروناناياكا إن حلين ممكنين يطرحان نفسيهما: يمكنهم حشر أنابيب أصغر وأكثر مرونة يمكن تحملها أكثر، أو يمكنهم تجاوز الخلايا الشمية في الأنف وتحفيز الدماغ بشكل مباشر.

دراسات الدماغ

وفي خطوة أخرى نحو هذا الهدف التقني - العصبي، يخطط باحثو معهد «إيماجينيرينج» لتعاون في مجال التصوير الدماغي مع توماس هامل، خبير مهم في مجال الاضطرابات الشمية في جامعة دريسدن التقنية في ألمانيا. وفي التجارب المزمع إجراؤها، سيعمل المتطوعون على شم أشياء لها رائحة حقيقية كالورود، كما سيخضعون للتحفيز الأنفي. ومن المخطط أن تحصل هذه «الشمات» جميعها بالتزامن مع تصوير أدمغة المتطوعين بوسيلة غير تدخلية كالتصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي.
يقول كاروناناياكا: «سنتعرف على مناطق الدماغ التي ستنشط في كل حالة، ومن ثم سنقارن نمطي النشاط. هل يشغلان مناطق الدماغ نفسها؟ في حال كانا كذلك، قد تصبح هذه المنطقة من الدماغ هدف الأبحاث المقبلة.
وقد يلجأ الباحثون إلى استخدام جهاز يؤمن تحفيزاً غير تدخلي لحث المنطقة الدماغية على الهدف، وبالتالي إنتاج أحاسيس شمية دون الحاجة إلى وردة أو سلك في الأنف.
قد تساعد هذه التقنية في تحقيق هدف مساعد: إذ قد يصبح بإمكان الأشخاص الذين يعانون من اضطرابات شمية ارتداء جهاز على الرأس لتفعيل بعض وظائف الشم لديهم. أما بالنسبة للأشخاص الذين لا يعانون من مشكلات، قد تتيح لهم هذه الأجهزة بعض التعزيزات: مثلاً، يمكن لصانعي سماعات الواقع المعزز أن يطوروا تقنية تخفيزية للدماغ لتزويد المستخدمين بتجربة حسية أكثر انغماساً وغنى.


مقالات ذات صلة

رئيس «أبل» للمطورين الشباب في المنطقة: احتضنوا العملية... وابحثوا عن المتعة في الرحلة

تكنولوجيا تيم كوك في صورة جماعية مع طالبات أكاديمية «أبل» في العاصمة السعودية الرياض (الشرق الأوسط)

رئيس «أبل» للمطورين الشباب في المنطقة: احتضنوا العملية... وابحثوا عن المتعة في الرحلة

نصح تيم كوك، الرئيس التنفيذي لشركة «أبل»، مطوري التطبيقات في المنطقة باحتضان العملية بدلاً من التركيز على النتائج.

مساعد الزياني (دبي)
تكنولوجيا خوارزمية «تيك توك» تُحدث ثورة في تجربة المستخدم مقدمة محتوى مخصصاً بدقة عالية بفضل الذكاء الاصطناعي (أ.ف.ب)

خوارزمية «تيك توك» سر نجاح التطبيق وتحدياته المستقبلية

بينما تواجه «تيك توك» (TikTok) معركة قانونية مع الحكومة الأميركية، يظل العنصر الأبرز الذي ساهم في نجاح التطبيق عالمياً هو خوارزميته العبقرية. هذه الخوارزمية…

عبد العزيز الرشيد (الرياض)
خاص تم تحسين هذه النماذج لمحاكاة سيناريوهات المناخ مثل توقع مسارات الأعاصير مما يسهم في تعزيز الاستعداد للكوارث (شاترستوك)

خاص «آي بي إم» و«ناسا» تسخّران نماذج الذكاء الاصطناعي لمواجهة التحديات المناخية

«الشرق الأوسط» تزور مختبرات أبحاث «IBM» في زيوريخ وتطلع على أحدث نماذج الذكاء الاصطناعي لفهم ديناميكيات المناخ والتنبؤ به.

نسيم رمضان (زيوريخ)
خاص يمثل تحول الترميز الطبي في السعودية خطوة حاسمة نحو تحسين كفاءة النظام الصحي ودقته (شاترستوك)

خاص ما دور «الترميز الطبي» في تحقيق «رؤية 2030» لنظام صحي مستدام؟

من معالجة اللغة الطبيعية إلى التطبيب عن بُعد، يشكل «الترميز الطبي» عامل تغيير مهماً نحو قطاع طبي متطور ومستدام في السعودية.

نسيم رمضان (لندن)
خاص من خلال الاستثمارات الاستراتيجية والشراكات وتطوير البنية التحتية ترسم السعودية مساراً نحو أن تصبح قائداً عالمياً في التكنولوجيا (شاترستوك)

خاص كيف يحقق «الاستقلال في الذكاء الاصطناعي» رؤية السعودية للمستقبل؟

يُعد «استقلال الذكاء الاصطناعي» ركيزة أساسية في استراتيجية المملكة مستفيدة من قوتها الاقتصادية والمبادرات المستقبلية لتوطين إنتاج رقائق الذكاء الاصطناعي.

نسيم رمضان (لندن)

«البنزول» مادة مسرطنة تنتشر في منتجات العناية الشخصية

«البنزول» مادة مسرطنة تنتشر في منتجات العناية الشخصية
TT

«البنزول» مادة مسرطنة تنتشر في منتجات العناية الشخصية

«البنزول» مادة مسرطنة تنتشر في منتجات العناية الشخصية

​يبدو أن مركب «البنزول» المسمَّى أيضاً «البنزول الحلقي» ظهر في كل مكان خلال السنوات الأخيرة.

معقِّمات بمواد مسرطنة

أولاً، كانت معقمات اليدين التي تحتوي على «مستويات غير مقبولة» من هذه المادة المسرطنة. ثم كانت هناك عمليات سحب من السوق لرذاذات القدم المضادة للفطريات، إضافة إلى ظهور تقارير مثيرة للقلق عن وجوده في مزيلات العرق والشامبو الجاف وكريمات الوقاية من الشمس الملوثة، كما كتب كنفول شيخ، وجانا مانديل*.

وأدت بعض هذه النتائج إلى ظهور عناوين الأخبار المذعورة، ومنشورات وسائل التواصل الاجتماعي؛ إذ حذَّر المؤثرون في مجال العافية - على «تيك توك» - الناس من التوقف عن ارتداء واقيات الشمس. وذهب أحد الأطباء على المنصة إلى مقارنة استخدام الشامبو الجاف المنتج بمادة البنزول بعملية التدخين. كما تم رفع كثير من الدعاوى القضائية الجماعية بشأن تأثيراته.

رُصد البنزول في واقيات الشمس

«تسلل» البنزول الطبيعي

يوجد «البنزول» (Benzene)، بشكل طبيعي في النفط الخام. ولا يضاف عمداً إلى هذه المنتجات؛ بل إنه يُستخدم لتصنيع المواد الكيميائية، مثل الأصباغ والمنظفات والدهانات والبلاستيك. وقد ينتهي به الأمر إلى التسلل إلى منتجات العناية الشخصية، عندما لا تتم تنقية المواد الكيميائية التي يوجد البنزول فيها بشكل كافٍ، أو عندما تتفاعل بعض المكونات النشطة في المنتجات بعضها مع بعض أو تتحلل.

لا توجد بيانات حتى الآن تشير إلى أن المستويات المنخفضة من التعرض للبنزول من منتجات العناية الشخصية تحمل مخاطر صحية كبيرة. وحذَّر بعض الخبراء من أن كثيراً من النتائج الأكثر إثارة للقلق حول البنزول، جاءت من مختبر واحد تعرّض لانتقادات؛ لانحرافه عن طرق الاختبار القياسية.

ومع ذلك؛ ونظراً لارتباط مستويات عالية من التعرض للبنزول بالسرطان، يقول الخبراء إنه من الجدير إلقاء نظرة فاحصة على الشامبو الجاف وواقي الشمس، وغيرهما.

ويشعر الباحثون بالقلق من أن المكونات التي تساعد المستحضرات الواقية من الشمس على الذوبان في الجلد، قد تسرّع من امتصاص الجسم له.

تنشُّق البنزول

نظراً لأن البنزول يمكن أن يتبخر بسهولة؛ فقد يستنشق الأشخاص أيضاً بعض المواد الكيميائية أثناء وضع المنتج موضعياً، ما يعني أنهم قد يتعرّضون له من خلال الطريقتين كلتيهما، كما قال لوبينغ تشانغ، عالم السموم في جامعة كاليفورنيا، بيركلي. لكن حقيقة تبخره بسرعة تشير إلى أن التعرُّض الجلدي ليس مصدر قلق كبيراً مثل تعرض العمال للبنزول بانتظام في الهواء.

أبحاث محدودة

ولا تشير الأبحاث المحدودة حول هذا الأمر حتى الآن إلى أي خطر كبير. في إحدى الدراسات، فحصت مجموعة من الباحثين الأكاديميين بيانات من أكثر من 27 ألف شخص استخدموا كريمات طبية تحتوي على «بيروكسيد البنزويل» (benzoyl peroxide) الذي يعمل مطهِّراً. وعندما قارنوها ببيانات من مرضى لم يتعرضوا لبيروكسيد البنزويل، لم يجد الباحثون أي خطر متزايد للإصابة بالسرطان المرتبط بالبنزول بين أولئك الذين يستخدمون الكريمات.

ومع ذلك، قال بعض الخبراء إنهم قلقون بشأن هذه التعرضات المحتملة؛ نظراً لأن هذه المنتجات يتم استخدامها مباشرة على الجسم – يومياً عادةً - وفي أماكن صغيرة سيئة التهوية، مثل الحمامات.

ارتفاع مستويات البنزول في الجسم

وفي حين تظهر الدراسات الاستقصائية الأميركية أن مستويات البنزول في الهواء قد انخفضت - بفضل القيود الأكثر صرامة على البنزول - فقد زادت مستويات البنزول في عيّنات البول من الأميركيين في العقود الأخيرة. في الوقت نفسه، وجد العلماء أن مزيداً من المنتجات قد تحتوي على البنزول، بما في ذلك الحفاضات والمناديل التي تستخدم لمرة واحدة، والسدادات القطنية، والفوط الصحية.

وقالت إمي زوتا، الأستاذة المساعدة في علوم الصحة البيئية في كلية ميلمان للصحة العامة بجامعة كولومبيا، إن اكتشاف البنزول في هذه المنتجات يسلّط الضوء على الفجوات في الرقابة التنظيمية على سلامة منتجات العناية الشخصية. وأضافت أن كثيراً من اختبارات سلامة المنتجات طوعية: «لذا؛ فإن الصناعة تضع معاييرها الخاصة».

تلوث منتجات العناية بالبنزول

كان كثير من الاهتمام حول التلوث بالبنزول في منتجات العناية الشخصية مدفوعاً بشركة اختبار مخدرات صغيرة، مقرّها في نيوهافن بولاية كونيتيكت. فقد أفادت شركة «فاليشور» (Valisure)، بالعثور على تلوث بالبنزول في معقمات اليدين، وبخاخات الجسم، وكريمات الوقاية من الشمس، والشامبو الجاف، وأدوية حب الشباب التي تحتوي على بيروكسيد البنزويل. وانتشرت بعض هذه النتائج على نطاق واسع على منصات التواصل الاجتماعي، مثل «تيك توك» و«تروث سوشيال».

لكن بعض العلماء شكّكوا في منهجية شركة «فاليشور»، زاعمين أن بروتوكول الاختبار الخاص بها ينطوي في كثير من الأحيان على تسخين المنتجات إلى درجات حرارة تتجاوز درجات الحرارة التي قد تصل إليها في الحياة العادية؛ وهو ما قد يؤدي إلى تسريع تحلل المكونات، ويشير إلى خطر أعلى للتعرّض للبنزين مما قد يواجهه المستهلكون بالفعل.

أدلة تاريخية حول «سرطان البنزول»

ينظر كثير من الأبحاث حول البنزول بشكل خاص - حتى الآن - إلى التعرّض المنتظم لمستويات عالية من المادة الكيميائية في البيئات المهنية.

تأتي الأدلة على أن البنزول قد يسبب السرطان لدى البشر، من ملاحظات العمال في الصناعات الدوائية والبترولية التي تعود إلى عشرينات القرن العشرين. في عام 1987، قالت الوكالة الدولية لأبحاث السرطان، إن هناك «أدلة كافية» على أن البنزول مسبب للسرطان لدى البشر والحيوانات. واليوم، تتفق منظمة الصحة العالمية، ووكالة حماية البيئة الأميركية، وبرنامج علم السموم الوطني الأميركي، على أن البنزول يمكن أن يسبب السرطان، وخصوصاً سرطان الدم.

هناك أيضاً أدلة على أن استنشاق مستويات عالية من البنزول لفترات طويلة من الزمن يرتبط بسرطانات الدم الأخرى، وسرطان الرئة، فضلاً عن فقر الدم، وانخفاض القدرة على محاربة العدوى، وعدم انتظام الدورة الشهرية.

توصيات دولية

يوصي مسؤولو السلامة المهنية في جميع أنحاء العالم عموماً، بأن يقتصر التعرض في مكان العمل على جزء واحد من البنزول لكل مليون جزء من الهواء، أو جزء واحد في المليون على مدار يوم عمل مدته 8 ساعات.

ويتعرض كثير منا للبنزول أيضاً - من خلال انبعاثات المركبات ودخان السجائر ومواقد الغاز - ولكن بمستويات أقل بكثير.

وقد قدَّرت إحدى الدراسات أن التعرض البيئي للشخص العادي ينبغي أن يكون أقل من 0.015 جزء في المليون في اليوم، أو أقل بنحو مائة مرة من الحد المهني المذكور أعلاه.

خطوات لتقليل التعرض للبنزول

أظهرت حفنة من الدراسات المختبرية أن كمية معينة من البنزول على الأقل يمكن أن تخترق حاجز الجلد.

أكد الخبراء أنه لا داعي للذعر بشأن البنزول في منتجات العناية الشخصية؛ لكن اقترح كثير منهم التأكد من تخزين هذه العناصر بشكل صحيح لتجنب تحللها.

وفيما يلي بعض الخطوات البسيطة لتقليل تعرضك:

- واقي الشمس: لم يقترح أي من الخبراء الذين تمت مقابلتهم التخلص من واقي الشمس خوفاً من البنزول. حتى في الاختبارات التي أجرتها شركة «فاليشور»، لم يكن لدى غالبية واقيات الشمس مستويات يمكن اكتشافها. وقال تشانغ: «فوائد واقيات الشمس معروفة جيداً». ولكن إذا كنت تريد أن تكون حذراً، فيجب عليك تجنب تخزين واقي الشمس في سيارتك، والابتعاد عن الهباء الجوي. فكثير من المنتجات التي وُجد أنها تحتوي على البنزول هي عبارة عن رشاشات للرذاذ.

- الشامبو الجاف: إذا كنت قلقاً بشأن التعرض المحتمل للبنزين، فحاول التبديل إلى الشامبو الجاف الذي يأتي في تركيبات مسحوقة بدلاً من منتجات مرشاشات الرذاذ.

- كريمات حب الشباب: إذا كنت ترغب في الاستمرار في استخدام منتجات بيروكسيد البنزويل، فخزِّنها في مكان بارد ومظلم، مثل خِزانة أو ثلاجة، فسيساعد ذلك في بقاء مكوناتها مستقرة لفترة أطول. يمكنك أيضاً التحدث مع طبيب حول بدائل بيروكسيد البنزويل التي قد تناسبك. ويجب عليك دائماً التحقق من منتجاتك من خلال قائمة إدارة الغذاء والدواء القابلة للبحث للمنتجات التي تم سحبها من الأسواق، وتنبيهات السلامة.

* خدمة «نيويورك تايمز»