طريقة جديدة لتزويد البحيرات بالأكسجين

تنفيذ التجربة ببحيرة سوليرود (جامعة الدنمارك التقنية)
تنفيذ التجربة ببحيرة سوليرود (جامعة الدنمارك التقنية)
TT

طريقة جديدة لتزويد البحيرات بالأكسجين

تنفيذ التجربة ببحيرة سوليرود (جامعة الدنمارك التقنية)
تنفيذ التجربة ببحيرة سوليرود (جامعة الدنمارك التقنية)

بسبب سلوكيات البشر، تعاني البكتريا في قاع البحيرات من نقص حاد ومستمر من الأكسجين؛ الأمر الذي دفع فريقاً بحثياً دنماركياً إلى تنفيذ مشروع تجريبي يهدف إلى مساعدتها عن طريق تزويد قاع البحيرات بالأكسجين.
وتوجد مشكلة استنفاد الأكسجين فيما يزيد قليلاً على 75 في المائة من جميع البحيرات الدنماركية والأوروبية، ويرجع ذلك أساساً إلى العادة المؤسفة في الماضي المتمثلة في تصريف مياه الصرف الصحي التي تحتوي على نسبة عالية من الفوسفور مباشرة في البحيرات، وبالتالي، فإن الرواسب الموجودة في قاع البحيرات لم تعد تحتوي على ما يكفي من الأكسجين الذي تحتاج إليه البكتريا لتفكيك النباتات والأسماك والطحالب الميتة؛ مما يجعل البحيرات تبدو غالباً قاتمة وذات رائحة كريهة.
وفي السنوات الأخيرة، تمت تجربة العديد من الطرق المختلفة لتزويد قاع البحيرات بالأكسجين، ومع ذلك، فإن هذه المبادرات عموماً باهظة الثمن، وكان لها تأثير محدود فقط.
ويقول ستيفان تراب، الباحث بجامعة الدنمارك التقنية، والباحث الرئيسي للتجربة الجديدة في تقرير نشره، أول من أمس، الموقع الإلكتروني للجامعة «طريقتنا الجديدة تعتمد على استخدام الأقطاب الكهربائية لتزويد قاع البحيرة بالأكسجين، وهي بسيطة وغير مكلفة، واختبرناها أولاً في المختبر، ثم في مشروع تجريبي في بحيرة سوليرود بالدنمارك، وحققت نتائج واعدة للغاية».
وتعتمد الطريقة على إنزال شبكتين من الصلب، إحداها في أعلى البحيرة والأخرى في الأسفل، وترتبط الشبكتان بسلك، وتشكلان نوعاً من البطاريات الكهربائية، وعندما تحطم البكتريا النباتات والأسماك الميتة في الأعماق، فإنها تطلق الإلكترونات التي يتم التقاطها بواسطة شبكة الصلب وتنتقل إلى الشبكة السطحية، حيث يحدث امتصاص لها وإطلاق للأكسجين من الشبكة السطحية إلى الأعماق.
وبهذه الطريقة، يمكن للبكتيريا أن تكسر المادة العضوية الميتة كما لو كان الأكسجين موجوداً في الأعماق، وتتم العملية برمتها دون إنتاج غاز الميثان غير المرغوب فيه، ويؤدي إزالة الإلكترونات إلى تغيير الكيمياء في قاع البحيرة؛ مما يتسبب في أن الفسفور يلتصق بالرواسب ويؤدي بالتالي إلى تجميده.



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».