رقاقة إلكترونية تستخدم بدلاً من الحيوانات في اختبارات الأدوية

برنامج جديد يكشف أمراض العيون.. ووشم إلكتروني يقيس العضلات

قبل طرح أي دواء جديد للاستخدام، لا بد أن يمر بسلسلة من التجارب والاختبارات لضمان فعاليته وعدم خطورته على البشر بأي شكل من الأشكال، بما في ذلك ضرورة تجربته على بعض أنواع الحيوان.
وتحث الحكومة الأميركية الباحثين على التوصل إلى بدائل أخرى أكثر إنسانية للاستغناء عن تجارب الدواء على الحيوان، عن طريق استخدام روبوتات فعالة أو معادلات حوسبية متقدمة.
ومن بين الجهود التي تبذل في هذا الإطار، توصلت الباحثة في مجال الهندسة الحيوية ليندا جريفيث من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا في الولايات المتحدة إلى ابتكار رقاقات إلكترونية تحاكي الأعضاء البشرية في التفاعلات الحيوية خلال التجارب العلمية المختلفة.
ويقول الموقع الإلكتروني «ساينس أليرت» المعني بالأبحاث العلمية والتكنولوجية إن «الرقائق الجديدة مصممة لمحاكاة أنظمة الأعضاء البشرية المختلفة مثل النظام الدوري والتنفسي والهضمي والمناعي والعصبي وغيرها، وهي مصنوعة من مواد صناعية مثل البوليمرات، وعادة ما تكون شفافة بحيث يمكن رؤيتها بواسطة المجهر».
وعند إضافة خلايا بشرية إلى هذه الرقائق الإلكترونية، تبدأ الخلايا في التفاعل كما لو كانت داخل جسم الإنسان، وهو ما يفسح المجال لإخضاعها لاختبارات ودراسة واسعة.
وابتكرت جريفيث رقائق إلكترونية لمحاكاة سبعة أنواع من الأعضاء البشرية، وتعكف حاليا إلى توصيلها إلى عشرة أعضاء مختلفة.
ويقول: «ساينس أليرت» إنه رغم أن الطريق ما زال طويلا أمام إمكانية الاستغناء بشكل كامل عن استخدام الحيوانات في اختبارات سلامة الدواء، إلا أن الابتكار الجديد يبدو واعدا، وقد يفسح المجال أمام تقنية جديدة يترقبها العلماء وشركاء الدواء والهيئات الرقابية وغيرها من الجهات التي تعمل في مجال التجارب الدوائية.
من جهة أخرى، يجري حاليا تطوير برنامج الذكاء الصناعي «ديب مايند» أو (العقل العميق) الذي طورته شركة خدمات الإنترنت الأميركية العملاقة «غوغل» لاستخدامه في اكتشاف أمراض العيون من خلال صور الأشعة التشخيصية.
ستقوم مستشفى «مور فيلدز آي هوسبيتال» البريطانية لأمراض العيون بإدخال أكثر من مليون صورة أشعة عيون غير محددة الهوية إلى جهاز الكومبيوتر ليتولى برنامج «ديب مايند» دراستها وتحديد دلائل الأمراض الموجودة في هذه الأشعة.
يذكر أن الأطباء هم الذين يقومون حاليا بتقييم صور الأشعة وهي عملية تستغرق وقتا طويلا ولا يوجد جهاز كومبيوتر قادر على أدائها بحسب ما ذكره فريق «ديب مايند» في رسالة تم بثها على الإنترنت مؤخرا.
يستهدف البرنامج البحثي معرفة ما إذا كان يمكن أجهزة الكومبيوتر المزودة ببرنامج الذكاء الصناعي من أجل تشخيص الأمراض بصورة جيدة. وبحسب فريق «ديب مايند» فإنه من غير المحتمل تحديد هوية المرضى من خلال صور الأشعة التي يتم إدخالها إلى جهاز الكومبيوتر. وقد تم توفير المعلومات وصور الأشعة من دون تحديد هوية أصحابها لاستخدامها بشكل تجريبي حاليا مع برنامج «ديب مايند»، بحسب ما ذكره المستشفى. ولما كانت البيانات وصور الأشعة مجهولة الهوية فلا توجد حاجة للحصول على تصريح من المرضى باستخدامها.
كانت «غوغل» قد اشترت شركة «ديب مايند» من عامين مقابل نحو 500 مليون دولار بحسب تقارير إعلامية. وفي مارس (آذار) الماضي نجح البرنامج في هزيمة أبطال العالم في اللعبة الآسيوية المعروفة باسم «غو» وهي لعبة كانت تعتبر في الماضي معقدة جدا بالنسبة لأجهزة الكومبيوتر. وأثناء اللعبة قام جهاز الكومبيوتر المزود بالبرنامج بحركة مبتكرة لم يفكر فيها أي لاعب من قبل.
يقال إن أجهزة الكومبيوتر المزودة ببرامج الذكاء الصناعي أمامها مستقبل مشرق في مجال الطب بسبب القدرة على تحديد الأنماط المتكررة وهي الإمكانية التي يأمل كثيرون في استخدامها في تشخيص الأمراض.
إلى ذلك، ابتكر فريق من الباحثين قطبا كهربائيا على شكل وشم مؤقت يتم لصقه على الجلد لقياس الإشارات الكهربائية للعضلات.
وتهدف هذه التقنية للتوصل إلى وسيلة ثابتة وطويلة المدى لقياس الأنشطة العضلية للجسم دون الحاجة لاستخدام الأقطاب الكهربائية التي يتضجر الكثيرون من ارتدائها.
وتقول يائيل حنين رئيسة فريق البحث بجامعة تل أبيب في إسرائيل إن «الابتكار الرئيسي هو صنع أقطاب كهربائية ذات سمك محدود للغاية، وهذه الخاصية تحل جميع التحديات التي تتعلق بالأقطاب الكهربائية التقليدية».
وأكدت حنين في بيان أرسل بالبريد الإلكتروني إلى موقع «لايف ساينس» الأميركي المتخصص في الأبحاث العلمية أنه من الممكن استخدام الوشم الإلكتروني في كثير من التطبيقات مثل تقنيات رسم الانفعالات عن طريق رصد تعبيرات الوجه ودراسة الأمراض العصبية والتحكم في الأطراف الصناعية.
وأوضحت أن الوشم الإلكتروني يتكون من قطب كهربائي كربوني وسطح لاصق لتثبيت الوشم بالجلد وغلاف من البوليمر يمكنه توليد الكهرباء، مضيفة أنه «من بين المزايا الرئيسية للوشم أنه ثابت على المدى الطويل ويبعث على الراحة، فضلا عن سهولة تثبيته على الجلد».