سم النحل يعبر حاجز الدماغ لتوصيل الدواء

TT

سم النحل يعبر حاجز الدماغ لتوصيل الدواء

الحاجز الدموي الدماغي هو حام أساسي ودقيق لجسم الإنسان، حيث يشكل تقاطعات ضيقة تحمي خلايا الدماغ الضعيفة من السموم في مجرى الدم، ومع ذلك، فإن هذا يعني قيام هذا الحاجز بمنع العديد من المركبات من دخول الدماغ، مما يجعل توصيل الأدوية عبر مجرى الدم، أمراً صعباً.
ولمعالجة هذا الأمر، وجد باحثو جامعة جونز هوبكنز الأميركية في دراسة نشرتها أول من أمس دورية «بايوماتريال» أن (ميليتين)، وهو مركب البروتين الرئيس في سم نحل العسل، يمكنه فتح هذه الوصلات الضيقة، وتمكين توصيل الأدوية إلى الدماغ.
ويقول بيتر سيرسون، الباحث في معهد نانو بيوتكنولوجي بجامعة جونز هوبكنز، والباحث المشارك بالدراسة في تقرير نشره الموقع الإلكتروني للجامعة بالتزامن مع نشر الدراسة «تشير نتائجنا المبكرة إلى أن الميليتين يمكن أن يعطل سلامة الحاجز الدموي الدماغي عن طريق فتح تقاطعات الخلايا بشكل عكسي، ويوفر ذلك أسلوباً جديداً لإيصال الأدوية إلى الدماغ، خاصةً العلاجات الكبيرة مثل الأجسام المضادة والجسيمات النانوية».
واختبر الفريق البحثي لأول مرة «ميليتين» في نموذج للحاجز الدموي الدماغي مصمم على الأنسجة طورته رالي لينفيل، المتخصصة في الهندسة الطبية الحيوية، وزميل ما بعد الدكتوراه في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، وحددوا من خلال ذلك الجرعات التي لم تكن سامة للخلايا العصبية وتسمح بتعطيل قابل للعكس للوصلات الضيقة في الحاجز الدماغي، من ثم طبقوا النتائج التي توصلوا إليها في نموذج فأر باستخدام التصوير بالرنين المغناطيسي في الوقت الحقيقي لإظهار الفتح الآمن والقابل للانعكاس في الحاجز الدماغي. ويتطلع الباحثون الآن إلى تطوير هذه التكنولوجيا، ويأملون في اختبار الجرعات المثلى في نماذج أكبر، إذ يختلف حجم الدماغ وحجم الدم بين أدمغة الفئران والأدمغة البشرية، وأيضاً، يأملون في تطبيق هذا النهج في نموذج فأر مريض لإثبات الفائدة العلاجية، وتحسين نموذج الحاجز الدموي المهندس من الأنسجة للتنبؤ بشكل أفضل بالنتائج في الفئران والمرضى البشريين في نهاية المطاف.
وتقول كالينا خريستوفا، أستاذة علوم وهندسة المواد في جامعة ميريلاند، والباحثة المشاركة بالدراسة «نتطلع لتحقيق ذلك، ولكن على الأقل فقد أثبتنا بهذه الدراسة صحة اعتقاد الباحثين منذ عقود عديدة على قدرة الميليتين على توصيل الأدوية».



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».