انتاج أول رئة بشرية باستخدام الخلايا الجذعية

رئة صغيرة من الخلايا الجذعية لاستخدامها في الأبحاث
رئة صغيرة من الخلايا الجذعية لاستخدامها في الأبحاث
TT

انتاج أول رئة بشرية باستخدام الخلايا الجذعية

رئة صغيرة من الخلايا الجذعية لاستخدامها في الأبحاث
رئة صغيرة من الخلايا الجذعية لاستخدامها في الأبحاث

تمكن فريق بحثي أميركي من إنتاج أول نموذج لرئة بشرية باستخدام الخلايا الجذعية البالغة، لاستخدامها في الأبحاث ما قبل السريرية.
وتستخدم الأبحاث المعملية نماذج حيوانية، وفشلت تاريخياً محاولات إنماء الرئة البشرية البالغة، بسبب بعض الصعوبات التي تغلب عليها علماء الخلايا الجذعية وعلماء الأحياء الخلوية وخبراء الأمراض المعدية وجراحو القلب في كلية الطب بجامعة كاليفورنيا.
ولم تنجح كل أنواع خلايا الرئة في المحاولات السابقة، ولكن الباحثين أفادوا، في الدراسة المنشورة أول من أمس، في دورية «إي لايف»، بتطوير ثلاثة خطوط عضوية رئوية من الخلايا الجذعية البالغة المستمدة من رئتي الإنسان والتي أزيلت جراحياً بسبب سرطان الرئة، ومع مزيج خاص من عوامل النمو، تمكنوا من الحفاظ على الخلايا التي تشكل مجرى الهواء العلوي والسفلي للرئة البشرية، بما في ذلك الخلايا السنخية المتخصصة المعروفة باسم AT2.
ويقول براديبتا غوش، المدير التنفيذي لمركز التميز البحثي البشري في كلية الطب بجامعة كاليفورنيا، والباحث الرئيسي بالدراسة في تقرير نشره الموقع الإلكتروني للجامعة، بالتزامن مع نشر الدراسة: «سيسمح لنا هذا النموذج للرئة البشرية باختبار فعالية الأدوية وسميتها، ورفض المركبات غير الفعالة في وقت مبكر من الدراسة قبل بدء التجارب السريرية البشرية».
ويوضح أنه في تطبيق عملي لفعالية نموذج الرئة الخاصة بهم، تم مقارنة أدائه مع الرئة الحقيقية في التعامل مع فيروس كورونا المستجد، ووجدوا أن نموذجهم يتصرف بشكل مشابه للرئة الحقيقية، بما يجعله مرشحاً قوياً للدراسات ما قبل السريرية.
ويضيف: «نموذجنا جاهز الآن للاستخدام لاستكشاف المنطقة المجهولة لمرض (كوفيد - 19) الذي يسببه الفيروس، بما في ذلك مضاعفات ما بعد المرض، مثل تليف الرئة، وقد بدأنا بالفعل في اختبار قدرة بعض الأدوية على السيطرة على العدوى الفيروسية من الدخول إلى التكاثر إلى الانتشار، والاستجابة المناعية الجامحة، التي غالباً ما تكون قاتلة، والتليف الرئوي».
ونظراً لأن النتائج التي يتم التوصل إليها عبر النموذج من المرجح أن تكون ذات صلة بالأمراض البشرية أكثر من النتائج في النماذج الحيوانية أو خطوط الخلايا المعملية، يأمل الفريق البحثي أن يساعد ذلك في إمكانية تقدم الأدوية المرشحة الناجحة بسرعة إلى التجارب السريرية.



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».