تحديد منطقة الدماغ المرتبطة شعورياً بالشبع

تحديد منطقة الدماغ المرتبطة بالشبع
تحديد منطقة الدماغ المرتبطة بالشبع
TT

تحديد منطقة الدماغ المرتبطة شعورياً بالشبع

تحديد منطقة الدماغ المرتبطة بالشبع
تحديد منطقة الدماغ المرتبطة بالشبع

الشعور بالامتلاء أو الشبع بعد الأكل، شعور صحي وطبيعي، لكن ما يسبب ذلك معقد وغير مفهوم جيداً. وحدد البحث الذي قادته جامعة أريزونا الأميركية، ونشر أول من أمس، في مجلة «موليكلار ميتابوليزم»، منطقة دماغية ودوائر عصبية تتوسط في الشبع، يمكن أن تساعد على تصميم الأدوية بشكل أفضل لعلاج اضطرابات الأكل أو إدارة الوزن. ويوجد حالياً ستة أدوية معتمدة من إدارة الغذاء والدواء للتحكم في الوزن؛ لكنها غالباً ما تكون مصحوبة بآثار جانبية. ويقول المؤلف الرئيسي للدراسة هايجيانج كاي، الأستاذ المشارك في قسم علم الأعصاب بجامعة أريزونا في تقرير نشره الموقع الإلكتروني للجامعة بالتزامن مع نشر الدراسة: «عندما نتمكن من استهداف جزء الدماغ المسؤول عن الشعور بالشبع بدقة أكبر، عندها يمكننا إنشاء علاجات ذات آثار جانبية أقل».
وحددت الأبحاث السابقة دوائر الإشباع في اللوزة المركزية للدماغ، التي تتحكم أيضاً في الخوف والألم والعواطف القوية الأخرى؛ لكن تعقيد الخلايا العصبية في هذا الجزء من الدماغ جعل من الصعب على العلماء تحديد أين تذهب الإشارة بعد ذلك.
وجد كاي وفريقه أنه بعد اللوزة، تتجه الإشارة إلى الخلايا العصبية الموجودة في منطقة دماغية تسمى «نواة باراوبثالاميك» أو PSTh، المسؤولة عن الشعور بالشبع. وتوصل الفريق البحثي لذلك عبر خطوات، بدأت بمعرفتهم أن هرمون كوليسيستوكينين، أو CCK، تفرزه القناة الهضمية لإخبار الدماغ بحدوث الامتلاء بعد تناول الوجبة، وعرفوا أيضاً أن الخلايا العصبية المحددة في اللوزة الدماغية، التي تسمى خلايا «دلتا PCK» العصبية، تتوسط تأثير الإشباع لهرمون كوليسيستوكينين عن طريق إيقاف الخلايا العصبية المثبطة للوزة المركزية الأخرى. ويقول كاي إن «الباحثين استنتجوا أن الخلايا العصبية في اتجاه مجرى اللوزة المركزية يجب أن تُشغل بواسطة الخلايا العصبية (دلتاPCK)، التي يتم تشغيلها أيضاً بواسطة هذا الهرمون».
في نماذج الفئران، حدد الباحثون أن الخلايا العصبية التي يتم تنشيطها بواسطة هرمون كوليسيستوكينين وخلايا «دلتا PCK» العصبية كانت موجودة في النواة المجاورة للعين، وهي «نواة باراوبثالاميك».
واكتشفت منطقة «نواة باراوبثالاميك» في الدماغ لأول مرة من قبل العلماء الصينيين في التسعينات، وتم إدخالها في الأدبيات العلمية باللغة الإنجليزية في عام 2004، لكن وظيفتها كانت غير معروفة. ويقول كاي: «وجدنا أن الخلايا العصبية في هذه المنطقة مطلوبة لإشباع هرمون كوليسيستوكينين لقمع التغذية، ونحن نعلم هذا لأنه إذا قمنا بإسكات هذه الخلايا العصبية وتم الاستمرار في تناول الطعام، فلن يكون لهذا الهرمون أي تأثير، ولكن إذا قمنا أيضاً بتنشيط هذه الخلايا العصبية بشكل مباشر وتوقف الشخص عن الأكل، فهذا يشير إلى أن هذه الخلايا العصبية تلعب دوراً مهماً جداً في تنظيم عملية تناول الطعام».



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».