بكتيريا الأمعاء قد تتسبب في حدوث مرضي ألزهايمر وباركنسون

تفرز أنواعًا قريبة من البروتينات المتجمعة في أدمغة المصابين بها

بكتيريا الأمعاء قد تتسبب في حدوث مرضي ألزهايمر وباركنسون
TT

بكتيريا الأمعاء قد تتسبب في حدوث مرضي ألزهايمر وباركنسون

بكتيريا الأمعاء قد تتسبب في حدوث مرضي ألزهايمر وباركنسون

في كشف علمي جديد، قال علماء أميركيون أن بروتينات تفرز في الأمعاء قد تكون مسؤولة عن حدوث أمراض الزهايمر، وباركنسون، ومرض التصلب الجانبي الضموري - وهو أحد أمراض الأعصاب الحركية.
وتتشابه هذه الأمراض في أنها تؤدي إلى اختلال في عمل الدماغ، وفي وجود بروتينات متجمعة بشكل غير طبيعي، والتهابات في الدماغ. ولا يعرف العلماء 90 في المائة من أسباب نشوء هذه البروتينات المرضية داخل دماغ المصابين بهذه الأمراض.
واكتشف روبرت فريدلاند البروفسور في علوم الأعصاب في كلية الطب بجامعة لويزفيل وفريقه، أن عملية تجمع البروتينات في الدماغ قد تحدث نتيجة تحفيز من البروتينات التي تفرزها البكتريا الموجودة في القناة الهضمية. وكشفت أبحاث الفريق عن أن التعرض لتلك البروتينات البكترية المسماة «أميلويد» المشابهة في بنيتها وهيكلها للبروتينات الدماغية، يؤدي إلى زيادة تجمع نوع من البروتينات يسمى «ألفا - سينوكلين» في الدماغ.
ويرصد الأطباء عادة تجمعات من بروتينات «ألفا - سينوكلين» وكذلك من بروتينات «أميلويد» التي تمت بصلة القرابة إليها، في أدمغة المصابين بأمراض الزهايمر وباركنسون والتصلب الجانبي الضموري. ويفرز بروتين «ألفا - سينوكلين» عادة من قبل الخلايا العصبية في الدماغ. وعند الإصابة بمرضي الزهايمر وباركنسون يتجمع هذا البروتين مكونا شكلا من البروتينات المسماة «أميلويد» التي تسبب الإضرار بتلك الخلايا.
وقدم البروفسور فريدلاند فرضية مفادها أن البروتينات المتجمعة المفرزة من قبل بكتريا الأمعاء تتسبب في تجمع البروتينات في الدماغ، الأمر الذي يؤدي إلى تراكمها هناك. كما افترض أيضًا أن بروتينات الأميلويد المفرزة من قبل بكتريا الأمعاء تؤدي إلى تحفيز جهاز المناعة، وهو ما يقود إلى زيادة الالتهابات داخل الدماغ.
ودرس الباحثون عملية زرع سلالات من بكتريا «إي كولاي» القولونية التي تفرز بروتينات الأميلويد في الجرذان، وقارنوها بمجموعة ضابطة من الفئران التي زرعت فيها نفس البكتريا التي كانت غير قادرة على إفراز الأميلويد.
وأظهرت التجارب أن الفئران التي أفرزت فيها بروتينات الأميلويد، ازدادت لديها مستويات بروتينات «ألفا - سينوكلين» في الأمعاء وفي الدماغ، مقارنة بالفئران الأخرى. كما رصدت لدى الفئران الأولى زيادة في التهابات الدماغ. وأظهرت تجارب منفصلة أخرى مماثلة أجريت على الديدان الخيطية زيادة تجمع بروتينات «ألفا - سينوكلين» الضارة.
وقال الباحثون إن التطور الجديد في فهم أسباب حدوث الأمراض العصبية التنكسية واحتمال وجود دور مهم لبكتريا الأمعاء في ظهورها سيساعد على فهم العوامل المحفزة على حدوث هذه الأمراض وتطوير علاجات ناجعة لها.
وقال فريدلاند إن «الدراستين الجديدتين اللتين أجريتا على نوعين من الأحياء أظهرتا أن البروتينات التي تفرزها البكتريا في الأمعاء قد تكون عاملا لتحفيز عملية الإصابة بأمراض الزهايمر، وباركنسون، والتصلب الجانبي الضموري.
وأضاف أن النتائج مهمة لأن «غالبية حالات الإصابة بهذه الأمراض لا تعود إلى أسباب جينية، كما أن القناة الهضمية تمثل أهم الأعضاء التي يمكن أن تتعرض لمؤثرات بيئية. وبمقدورنا توفير وسائل علاجية للبكتريا الموجودة في الفم والأنف والأمعاء».



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».