اكتشاف آلية لتوصيل الدواء إلى المخ لعلاج السكتة الدماغية

اكتشاف آلية لتوصيل الدواء إلى المخ لعلاج السكتة الدماغية
TT

اكتشاف آلية لتوصيل الدواء إلى المخ لعلاج السكتة الدماغية

اكتشاف آلية لتوصيل الدواء إلى المخ لعلاج السكتة الدماغية

توصل باحثون أميركيون إلى آلية يمكن أن تكون مفيدة في توصيل العلاج بشكل آمن إلى المخ في بعض الحالات المرضية مثل السكتة الدماغية.
ويوصف العلاج الآمن بأنه الذي يؤثر فقط في الخلايا الدقيقة المصمم لعلاجها، دون آثار جانبية غير مرغوب فيها، وهذا المفهوم مهم بشكل عام، وتزداد أهميته عند علاج دماغ الإنسان الحساس والمعقد، وهذا ما توصل إليه الباحثون من مختبر «كولد سبرينغ هاربور» (Cold Spring Harbour)، وهو مؤسسة خاصة غير هادفة للربح تعمل على برامج أبحاث خاصة بالسرطان وعلم الأعصاب وعلم الأحياء النباتية وعلم الجينوم والبيولوجيا الكمية.
وخلال الدراسة المنشورة في أحدث أعداد دورية «نيتشر كومينيكيشن» (Nature Communications) يوم 18 يناير (كانون الثاني) الحالي، تمكن الباحثون من وصف آلية طال انتظارها، لمنع الإفراط في إطلاق مستقبلات «نمدا» (NMDA) في الدماغ، التي ترتبط بالسكتة الدماغية وعدد من الاضطرابات العصبية، دون التأثير في مناطق الدماغ الطبيعية.
وفي تقرير نشره مختبر «كولد سبرينغ هاربور» على موقعه الإلكتروني بالتزامن مع نشر الدراسة، يشرح هيرو فوروكاوا، العالم البارز بالمختبر، الذي قاد هذه الدراسة، تلك الآلية قائلاً: «عندما يصاب دماغ الإنسان، مثلما يحدث أثناء السكتة الدماغية، تبدأ أجزاء من الدماغ في التحمض (الحموضة) ويؤدي ذلك إلى الإفراز المتفشي للغلوتامات (حمض أميني يعمل ناقلاً عصبياً محفزاً في الدماغ)، وهذا بدوره يؤدي إلى بدء إطلاق مستقبل (نمدا/ NMDA) بشكل كبير».
وكانت دراسات سابقة قد حددت مركبات واعدة، تناسب هذا الغرض، ولكنها كانت تسبب في بعض الأحيان نتائج غير مرغوبة في الأجزاء السليمة من الدماغ، لذلك شرع فوروكاوا وزملاؤه في تحسين الميزات الفريدة لهذه المركبات.
ويقول فوروكاوا: «باستخدام علم البلورات بالأشعة السينية، استطاع الباحثون إعادة تصميم المركب الكيميائي بطريقة جعلته أكثر فاعلية لتحقيق الغرض دون الإضرار بباقي أجزاء الدماغ».



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».