روبوتات على شكل حبات متناهية الصغر لدراسة الخلية البشرية

روبوتات على شكل حبات متناهية الصغر لدراسة الخلية البشرية
TT

روبوتات على شكل حبات متناهية الصغر لدراسة الخلية البشرية

روبوتات على شكل حبات متناهية الصغر لدراسة الخلية البشرية

لدراسة الخلية البشرية، ابتكر فريق من الباحثين بجامعة تورونتو في كندا مجموعة من الملاقيط المغناطيسية متناهية الصغر التي يمكنها زرع روبوت صغير داخل الخلية.
ويأخذ هذا الروبوت شكل حبة ضئيلة الحجم، ويمكن استخدامه لدراسة خواص الخلايا السرطانية، مما قد يفتح الباب على مصراعيه أمام تطوير سبل تشخيص وعلاج المرض.
ويعكف الباحث سو سون وفريقه من كلية الهندسة في جامعة تورونتو على بناء الروبوتات متناهية الصغر منذ قرابة عشرين عاما، ويستطيع الروبوت الجديد إجراء قياسات مختلفة للخلية، مما يعود بفوائد علمية في مجالات مثل التلقيح الصناعي والطب الشخصي وغير ذلك.
ونقل الموقع الإلكتروني «تيك إكسبلورر» المتخصص في الأبحاث العلمية عن سو سون قوله: «حتى وقتنا هذا، كان الروبوت يستكشف البناء الخارجي للخلية، وهو يحاول الآن أن يسبر أغوار العناصر الداخلية للخلايا».
ونجح فريق الدراسة في ابتكار منظومة روبوتية تستطيع فحص الهياكل الخلوية تحت عدسات الميكروسكوب الإلكتروني، وهو ما يتطلب تجميد الخلايا وتجفيفها وتقطيعها إلى أجزاء صغيرة. وتستخدم فرق بحثية أخرى تقنيات مثل الليزر والموجات الصوتية في دراسة الخلايا.
ويوضح الباحث شيان وانج الذي يشارك في الدراسة أن التقنية المستخدمة تتضمن استخدام ستة أقطاب مغناطيسية يتم وضعها في أماكن مختلفة حول شريحة الميكروسكوب. ويبلغ قطر الحبة الروبوتية 700 نانومتر، وهو ما يقل بمقدار مائة ضعف عن قطر الشعرة البشرية، وهو ما يسمح بزرعها داخل الخلية السرطانية، حسب وكالة الأنباء الألمانية.
وبعد أن يتم زرع الحبة داخل الخلية، يقوم وانج بتحريكها بواسطة معادلة خوارزمية للتحكم في التيار الكهربائي الصادر عن الأقطاب المغناطيسية المحيطة بالميكروسكوب، حيث يقوم بتشكيل المجال المغناطيسي وفق أشكال ثلاثية الأبعاد من أجل تحريك الحبة في الاتجاه الذي يرغب فيه داخل الخلية.
ويؤكد الباحث سون أن هذه التقنية يمكن الاستفادة منها بشكل أفضل في المستقبل، وأوضح: «تخيل لو كان من الممكن استخدام سرب كامل من الحبات الروبوتية للقضاء على ورم سرطاني عن طريق سد الأوعية الدموية التي تغذيه، أو تدميره بشكل مباشر عن طريق البتر الميكانيكي»، مضيفا أن هذه التقنية سوف تسمح بعلاج الأورام السرطانية المقاومة لسبل العلاج الكيميائي والإشعاعي.


مقالات ذات صلة

التوتر قد يؤثر على الذاكرة

صحتك التوتر يحدث عندما يواجه الإنسان ضغوطاً أو تحديات في حياته اليومية (جامعة ستانفورد)

التوتر قد يؤثر على الذاكرة

توصّل باحثون في كندا إلى أن التوتر يغير الطريقة التي يجري بها تخزين واسترجاع الذكريات السلبية بالدماغ.

«الشرق الأوسط» (القاهرة )
صحتك دماء المرضى يمكن أن تستخدم للمساعدة في إصلاح عظامهم المكسورة (رويترز)

دماء المرضى قد تستخدم لإصلاح عظامهم المكسورة

كشفت دراسة بحثية جديدة عن أن دماء المرضى يمكن أن تستخدم للمساعدة في إصلاح عظامهم المكسورة.

«الشرق الأوسط» (لندن)
صحتك رجل مريض بالسرطان (رويترز)

هل يقلل التعافي من السرطان احتمالات الإصابة بألزهايمر؟

منذ سنوات، بدأ الباحثون وخبراء الصحة في دراسة العلاقة بين السرطان وألزهايمر، وما إذا كان التعافي من المرض الخبيث يقلل فرص الإصابة بألزهايمر.

«الشرق الأوسط» (لندن)
صحتك النشاط البدني يمكن أن يطيل العمر خمس سنوات على الأقل (أ.ف.ب)

حياة أطول بصحة أفضل... النشاط البدني يضيف 5 سنوات لعمرك

أكدت دراسة جديدة أن النشاط البدني يمكن أن يطيل العمر خمس سنوات على الأقل.

«الشرق الأوسط» (سيدني)
صحتك حبات من التفاح (أرشيفية - أ.ب)

بدائل طبيعية ورخيصة الثمن لعقار «أوزمبيك» السحري لكبح الشهية

ترشح خبيرة تغذية أطعمة طبيعية ورخيصة الثمن لها تأثير مقارب من عقار «أوزمبيك» السحري لإنقاص الوزن.

«الشرق الأوسط» (لندن)

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».