أبحاث واعدة لإنبات الشعر في الجلد التالف

باحثون أميركيون: تنشيط التواصل بين الخلايا يجدد قدرته على النمو

أبحاث واعدة لإنبات الشعر في الجلد التالف
TT

أبحاث واعدة لإنبات الشعر في الجلد التالف

أبحاث واعدة لإنبات الشعر في الجلد التالف

تمكن باحثون من كلية الطب بجامعة نيويورك من إعادة إنبات الشعر في الجلد التالف لجرذان التجارب، عن طريق تفعيل التواصل بين خلايا الجلد التي تشكل جذور الشعر.
وقالوا في تصريحات خاصة لـ«الشرق الأوسط» إن تجارب سريرية تستخدم هذا الأسلوب تجرى حاليا بالتعاون مع إحدى الشركات المتخصصة في علاج تساقط الشعر، وستظهر نتائجها خلال عام.

إشارات نمو الشعر

انطلق الباحثون، في بحثهم المنشور في نوفمبر (تشرين الثاني) الماضي، بدورية نيتشر كوميونيكيشنز «Nature Communications»، مما هو معروف عن حقيقة الدور الذي يقوم به البروتين «SHH»، الذي يشهر اسم «القنفذ الصوتي»، حيث تستخدمه الخلايا في التواصل بين بعضها البعض، وتكون إشارة هذا التواصل نشطة للغاية خلال المراحل الأولى من النمو البشري في الرحم، عندما تتشكل بصيلات الشعر، لكنها تتعثر في الجلد المصاب عند البالغين الأصحاء، وهو ما يفسر سبب فشل بصيلات الشعر في النمو في الجلد بعد الإصابة.
واعتمدت فكرة الباحثين على أن تفعيل مسار إشارة هذا البروتين يمكن أن يساعد الخلايا على التواصل مع بعضها البعض لإفراز «الكولاجين» وهو البروتين الهيكلي المسؤول عن الحفاظ على شكل وقوة الجلد والشعر معا.
واستطاع الفريق البحثي عبر استخدام هذا الأسلوب إنبات الشعر في جلد جرذان التجارب بعد إصابتها، في غضون أربعة أسابيع، وهو ما يثبت أن افتراض حدوث تراكم للندوب على الجلد يعوق قدرته على إعادة نمو الشعر، غير صحيح، وأن حدوث خلل في التواصل بين الخلايا هو المسؤول عن فقد الجلد قدرته على إنبات الشعر من الجديد.
وإذا كان الفريق البحثي استهدف في الأساس تقديم الحلول لإعادة إنبات الشعر في الجلد التالف، وهي حاجة غير مُلباة في الطب خصوصاً في حالات التشويه التي يعاني منها الآلاف من الصدمات والحروق والإصابات الأخرى، إلا أن النتيجة الأكثر أهمية والتي كشف عنها البحث هي إمكانية إعادة الجلد الناضج إلى حالته الجنينية بحيث يمكن أن تنمو بصيلات شعر جديدة عند الأشخاص الذين دخلوا مرحلة الشيخوخة.
ويقدم هذا البحث حال نجاح التجارب السريرية، التي تجري حاليا، الحلول لأعداد كبيرة من المصابين بالحروق، لا سيما في بلدان العالم النامي، إضافة إلى الملايين من المصابين بالصلع المرتبط بالشيخوخة.

تشوهات الحرائق
ووفق إحصائيات منظمة الصحة العالمية، فإن أكثر من 95 في المائة من الحروق المرتبطة بالنيران تحدث في البلدان المنخفضة والمتوسطة الدخل، وبالإضافة إلى عدد الوفيات المرتفع بسببها، يعاني الملايين من تشوهات تؤدي في كثير من الأحيان إلى الوصم والنبذ من المجتمع، وهي المشكلة التي يساهم البحث في حلها، وفق الدكتورة مايومي إيتو، الأستاذ المساعد وعالمة الأحياء الخلوية في جامعة نيويورك.
وتقول إيتو لـ«الشرق الأوسط»، إن طريقتهم لتفعيل مسار التواصل بين الخلايا عبر القنفذ الصوتي، تجاوزت خطر الأورام المبلغ عنها في تجارب أخرى سابقة عمدت إلى تحويل مسار القنفذ الصوتي.
وتضيف «استهدفنا فقط الخلايا الليفية الموجودة تحت سطح الجلد حيث تظهر جذور بصيلات الشعر (الحليمات الجلدية)، وهذا يحدث لأول مرة، وليس له آثار جانبية».
وأكد الدكتور جورج كوتسرليس، عضو الفريق البحثي، لـ«الشرق الأوسط» أنهم حددوا الوقت الملائم لتنشيط مسار القنفذ الصوتي، بحيث يجب أن يتم فقط لفترات قصيرة من الزمن، حتى يؤتي ثماره دون أي آثار جانبية.
وعن الاستفادة من نتائج البحث لتطوير علاج، يقول «هناك شركة تعمل على هذا الأسلوب لعلاج تساقط الشعر... وهم يفعلون الآن تجربة سريرية وستعرف النتائج خلال عام واحد».



لأول مرة: الذكاء الاصطناعي يصمم توربين رياح لتوليد الطاقة بين المباني

لأول مرة: الذكاء الاصطناعي يصمم توربين رياح لتوليد الطاقة بين المباني
TT

لأول مرة: الذكاء الاصطناعي يصمم توربين رياح لتوليد الطاقة بين المباني

لأول مرة: الذكاء الاصطناعي يصمم توربين رياح لتوليد الطاقة بين المباني

صمم نظام ذكاء اصطناعي جديد توربين رياح لأول مرة في التاريخ، وفقاً لمطوره.

نظام ذكاء هندسي ثوري

وأعلنت شركة «EvoPhase» البريطانية أن الذكاء الاصطناعي الخاص بها تخلى عن جميع القواعد الراسخة في هندسة مثل هذه الأجهزة. وبناءً على اختباراتها، فإن اختراعها أكثر كفاءة بسبع مرات من التصميمات الحالية.

تتكون «شفرة برمنغهام» The Birmingham Blade -كما تسمي الشركة التوربين- من ست أذرع موازية للأرض متصلة بمحور عمودي مركزي. وتحتوي كل ذراع على شفرة رأسية، وسطح به موجتان تغيران زاوية هجومهما عبر ارتفاعها وطولها.

لعمل مع سرعات رياح منخفضة

يتم تحسين توربينات الرياح التقليدية لسرعات رياح تبلغ نحو 33 قدماً في الثانية. في المقابل، تم تصميم «الشفرة» لسرعات الرياح المتوسطة المنخفضة النموذجية للمناطق الحضرية مثل برمنغهام، والتي تبلغ نحو 12 قدماً في الثانية. هذا يزيد قليلاً عن ثمانية أميال (13كلم تقريباً) في الساعة.

وتم تحسين التصميم للعمل بين المباني الشاهقة التي تنتج أنماط اضطراب تؤثر على فاعلية تصميمات التوربينات الحضرية الأخرى. وإذا ثبت أن هذا صحيح، فقد يفتح التصميم الباب أمام إنتاج كهرباء غير محدود في المباني المكتبية والسكنية بتكلفة تكاد تكون معدومة.

يقول ليونارد نيكوسان، كبير مسؤولي التكنولوجيا في الشركة، في بيان صحافي: «كان استخدام الذكاء الاصطناعي ضرورياً للتحرر من التحيزات طويلة الأمد التي أثرت على تصميمات التوربينات خلال القرن الماضي. سمح لنا الذكاء الاصطناعي باستكشاف إمكانيات التصميم خارج نطاق التجارب البشرية التقليدية».

وفقاً لنيكوسان، تمكن المصممون من «توليد واختبار وتحسين أكثر من 2000 تصميم لتوربينات الرياح في غضون أسابيع قليلة، ما أدى إلى تسريع عملية التطوير لدينا بشكل كبير وتحقيق ما كان يستغرق سنوات وملايين الجنيهات من خلال الطرق التقليدية».

سحر «التصميم التطوري»

«التصميم التطوري الموجه بالذكاء الاصطناعي» هو منهجية تقوم على نفس فكرة الانتقاء الطبيعي. تبدأ العملية بتوليد آلاف المتغيرات التصميمية التي يتم تقييمها وفقاً لوظيفة «البقاء للأفضل»، والتي تحدد مدى نجاح كل متغير في تلبية أهداف المشروع. ويختار الذكاء الاصطناعي أفضل البدائل لاستخدامها أساساً لتكرارات جديدة، وإعادة الجمع بين الميزات وتنويعها لتطوير إصدارات محسنة.

تتكرر هذه الخطوات حتى يصل الذكاء الاصطناعي إلى حل يحقق تحسين جميع العلامات المهمة مثل الكفاءة الديناميكية الهوائية، والاستقرار الهيكلي، والوزن، أو الاكتناز.

تقول الشركة إن عمليتها تتجنب التحيزات البشرية الموجودة في الهندسة التقليدية. بطبيعتها، تكون الهندسة التقليدية محدودة بالأفكار والمعرفة السابقة.

من ناحية أخرى، يستكشف الذكاء الاصطناعي مجموعة واسعة من الاحتمالات دون القيود في العقل البشري. عندما تجمع بين جيل الذكاء الاصطناعي والتكرار التطوري، يمكن أن يؤدي هذا إلى نتائج مبتكرة تتحدى غالباً الفطرة السليمة ولكنها لا تزال تعمل.

إن نهج التصميم التطوري هذا ليس جديداً تماماً، إذ استخدمت صناعة الطيران والفضاء برامج بهذه القدرات لسنوات. ومثلاً استخدمت شركة «إيرباص»، بالتعاون مع شركة «أوتوديسك»، عملية مماثلة لتصميم حاجز مقصورة خفيف الوزن للغاية لطائراتها من طراز A320وظهرت النتيجة مستوحاة من هياكل العظام الطبيعية، ما أدى إلى انخفاض الوزن بنسبة 45 في المائة مقارنة بالهياكل المماثلة المصممة بالطرق التقليدية.

كما طبقت شركة «جنرال إلكتريك» الخوارزميات التطورية في إعادة تصميم حامل محرك نفاث جديد، مما أدى إلى انخفاض وزن القطعة بنسبة 80 في المائة. وتستخدم وكالة «ناسا» أيضاً هذه التقنية منذ سنوات، ففي عام 2006 استخدمت الوكالة خوارزمية تطورية لتصميم «هوائي متطور».

نجاح توربين «برمنغهام بليد»

لقد طبق فريق المصممين بقيادة الدكتور كيت ويندوز - يول من جامعة برمنغهام هذه العملية التطورية لحل مشكلة تكافح العديد من تصميمات التوربينات لمعالجتها: كيفية العمل بكفاءة في البيئات الحضرية، حيث تكون الرياح أبطأ وأكثر اضطراباً بسبب المباني.

ويقول نيكوسان: «كنا بحاجة إلى توربين يمكنه التقاط سرعات الرياح المنخفضة نسبياً في برمنغهام مع إدارة الاضطرابات الناجمة عن المباني المحيطة. وكان لا بد أن يكون التصميم أيضاً مضغوطاً وخفيف الوزن ليناسب التركيبات على الأسطح».

* مجلة «فاست كومباني» خدمات «تريبيون ميديا»