العلماء يكتشفون كيف تقوي الأسماك حاسة الإبصار

تفرز إنزيمًا يشحذ قدرتها على الرؤية

العلماء يكتشفون كيف تقوي الأسماك حاسة الإبصار
TT

العلماء يكتشفون كيف تقوي الأسماك حاسة الإبصار

العلماء يكتشفون كيف تقوي الأسماك حاسة الإبصار

يستعين سوبرمان برؤيته الثاقبة عندما تستدعي الضرورة ذلك.. لكن اتضح أن بعض الأسماك والبرمائيات تستخدم في الحياة الواقعية قدرة تكاد تكون خارقة على الإبصار.
قال الباحثون إن هذه الكائنات التابعة للمملكة الحيوانية يمكنها أثناء السباحة في بيئات المياه العذبة العكرة بالأنهار والقنوات إفراز إنزيم في العين يشحذ قدرتها على الإبصار بصورة ملموسة بما في ذلك رؤية الأشعة تحت الحمراء وسط الأوحال والطين.
ويرتبط هذا الإنزيم - المعروف باسم «سايب27 سي1» بفيتامين أ المعروف بقدرته على تقوية حدة الإبصار حتى وسط الأضواء الخافتة.
وفيتامين «أ» مكون أساسي في الصبغات المسؤولة عن تسهيل عملية الرؤية في أنسجة العين. وبالاستعانة بهذا الإنزيم تتمكن الأسماك والبرمائيات من ضبط الإبصار لديها على نحو يتوافق مع كمية الضوء في البيئة المحيطة بها.
ومن الوجهة الكيميائية فإن إنزيم «سايب27 سي1» يحدث تعديلا طفيفا في جزيئات مكونة لفيتامين «أ» ليحولها من الصورة فيتامين «أ - 1» إلى فيتامين «أ - 2» مما يغير من حساسية مستقبلات الإضاءة في العين إلى الموجات الطويلة الأشد مثل الأشعة الحمراء وتحت الحمراء.
ويفسر ذلك كيف يتسنى لأسماك المياه العذبة مثل السلمون أن تكيف الرؤية بسلاسة أثناء خروجها من مياه المحيطات، حيث تصبح أشعة الضوء في البيئة المحيطة بلون أخضر مائل للزرقة وأيضًا أثناء دخولها ممرات مائية داخلية حيث تميل أشعة الضوء بالبيئة إلى اللون الأحمر والأشعة تحت الحمراء في نهاية ألوان الطيف.
وهذه القدرة مهمة أيضًا بالنسبة إلى البرمائيات التي تنتقل من الرؤية على البر إلى الرؤية تحت الماء.
وقال جوزيف كوربو عالم الأمراض والإبصار في كلية الطب بسانت لويس بجامعة واشنطن: «تميل المياه العذبة إلى أن تكون أكثر عكارة عن البيئات الأخرى وهذه العكارة ترشح الموجات القصيرة من الضوء - ذات الألوان الزرقاء والخضراء والصفراء - تاركة الموجات الأطول وهي الحمراء ثم الأشعة تحت الحمراء». وقال: «لا نعرف متى أسفر التطور عن تخليق إنزيم (سايب27 سي1) الذي أصبح مسؤولا عن هذه الوظيفة اليوم. لكن حقيقة أن هذا الإنزيم تستخدمه الأسماك والبرمائيات معا يشير إلى أن هذه الوظيفة نشأت منذ مئات الملايين من السنين».
ورصد الباحثون هذا الإنزيم لأول مرة لدى الأسماك الصغيرة العادية المخططة بالمختبر ثم رصد في الضفادع فيما بعد. ولدى البشر نسخة من الجين الذي يتحكم في هذا الإنزيم لكنه غير نشط في عين الإنسان.
وقال كوربو في الدراسة التي وردت بدورية «كارانت بيولوجي» إن بالإمكان الاستعانة بهذا الإنزيم بالإضافة إلى الأجهزة الخاصة بالوراثة البصرية مما يتيح للعلماء فتح وإغلاق نشاط الخلايا العصبية البصرية حسب شدة الضوء في نهج جديد لعلاج الأمراض العصبية وتلك الخاصة بالعمى.



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».