دم الطيور يعمل كنظام للتدفئة في الشتاء

الطيور تدفيء نفسها في الشتاء (الفريق البحثي)
الطيور تدفيء نفسها في الشتاء (الفريق البحثي)
TT

دم الطيور يعمل كنظام للتدفئة في الشتاء

الطيور تدفيء نفسها في الشتاء (الفريق البحثي)
الطيور تدفيء نفسها في الشتاء (الفريق البحثي)

اكتشف باحثون في جامعة لوند في السويد، أن دم الطيور ينتج حرارة أكثر خلال فصل الشتاء، عندما يكون الجو أكثر برودة، وذلك مقارنة بالصيف والخريف. وخلال الدراسة التي نشرت، أول من أمس، في العدد الإلكتروني لمجلة «FASEB»، وتنشره النسخة المطبوعة في مايو (أيار)، وجد الفريق البحثي أن «سر الحرارة يكمن في مصانع الطاقة في الخلايا، الميتوكوندريا، والتي توجد عند الطيور في خلايا الدم الحمراء، وهو ما يميزها عن الثديات التي تفتقد هذه الميزة، وهو ما يعني أن الدم يمكن أن يعمل كنظام تدفئة مركزي عندما يكون الجو بارداً».
ويقول أندرياس نورد، الباحث في علم البيئة التطورية في جامعة لوند الذي قاد الدراسة في تقرير نشره الموقع الإلكتروني للجامعة بالتزامن مع نشر الدراسة: «في الشتاء، يبدو أن الميتوكوندريا تعطي الأولوية لإنتاج مزيد من الحرارة بدلاً من المزيد من الطاقة، ويصبح الدم أشبه بنظام تدفئة عندما يصبح الطقس أكثر برودة».
وكان التصور الشائع أن الطيور تدفئ نفسها من خلال الارتعاش بعضلاتها الصدرية الكبيرة ونفث ريشها، ولا يُعرف الكثير عن عمليات تنظيم الحرارة الأخرى داخل الطيور.
وللتحقق من وظيفة الميتوكوندريا، قام الباحثون بأخذ عينات دم من طيور «القرقف الفحمي» و«القرقف الكبير»، «القرقف الأزرق» في مناسبتين مختلفتين، وهما أوائل الخريف وأواخر الشتاء، وعزلوا خلايا الدم الحمراء.
وباستخدام ما يسمى بـ«مقياس التنفس الخلوي»، وهو أداة حساسة للغاية يمكنها قياس كمية الأكسجين التي تستهلكها الميتوكوندريا، تمكن الباحثون من حساب مقدار استهلاك الأكسجين الذي تم إنفاقه على إنتاج الطاقة والمقدار الذي تم إنفاقه على توليد الحرارة، وأخيراً، قاموا أيضاً بقياس كمية الميتوكوندريا في كل عينة دم.
وأظهرت النتائج أن عينات الدم المأخوذة في الشتاء تحتوي على المزيد من الميتوكوندريا وأنها تعمل بجد أكبر، ولم يكن ذلك العمل بهدف إنتاج المزيد من الطاقة، وهو ما افترضه الباحثون، لأن الطيور لديها معدل أيض أعلى بكثير في الشتاء. ويقول أندرياس نورد: «لم تكن لدينا أي فكرة أن الطيور يمكن أن تنظم دماءها كنظام تدفئة بهذه الطريقة، لذلك فوجئنا».



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».