إنتاج شجرة صناعية تحاكي الطبيعة لإنتاج أدوية

تستخدم ضوء الشمس في تغذية نفسها

إنتاج شجرة صناعية تحاكي الطبيعة لإنتاج أدوية
TT

إنتاج شجرة صناعية تحاكي الطبيعة لإنتاج أدوية

إنتاج شجرة صناعية تحاكي الطبيعة لإنتاج أدوية

فيما يمثل تقدما يمكن أن يسمح بإنتاج الدواء في أي مكان تصل إليه أشعة الشمس، ابتكر علماء هولنديون ورقة شجر صناعية يمكنها أن تتحول إلى مصنع صغير للغاية لإنتاج الأدوية.
ويستفيد هذا الابتكار من قدرة النباتات على استخدام ضوء الشمس في تغذية نفسها من خلال عملية التمثيل الضوئي وهي عملية بذل علماء الكيمياء جهودا كبيرة لمحاكاتها لأن أشعة الشمس لا تولد في العادة طاقة تذكر لإحداث التفاعلات الكيميائية.
ويحاكي هذا المصنع المصغر المستوحى من أوراق الشجر قدرة الطبيعة على تجميع الأشعة الشمسية باستخدام مواد جديدة يطلق عليها المركزات الشمسية المضيئة لها قنوات رقيقة تضخ من خلالها السوائل بما يعرض الجزيئات لضوء الشمس.
وقال تيموثي نويل رئيس فريق الباحثين بجامعة أيدنهوفن للتكنولوجيا «من الناحية النظرية يمكنك استخدام هذه الوسيلة لتصنيع مركبات دوائية بالطاقة الشمسية في أي مكان تشاء».
وهو يعتقد أنه ربما يكون من الممكن في يوم من الأيام تصنيع أدوية للملاريا في الغابات أو حتى تصنيع أدوية على سطح كوكب المريخ في أي مستعمرات فضائية تقام مستقبلا وذلك بالاستغناء عن ضرورة وجود شبكة للطاقة.
ويمكن لورقة الشجر المبتكرة المصنوعة من المطاط المستخرج من السليكون العمل حتى في ظروف تشتت ضوء الشمس مثلما هو الحال مع وجود سحب في السماء. غير أنه ما زال هناك مجال لتوسيع استخدام هذه العملية لكي تصبح ذات جدوى تجارية. وقد نشر نويل وزملاؤه بحثهم في نشرة «أنجواندت كيمي» العلمية وهم يحاولون الآن تحسين كفاءة استخدام الطاقة وزيادة الإنتاج.
ولأن ورقة الشجر الصناعية تعتمد على القنوات الدقيقة في تحقيق الاتصال المباشر بين المواد الكيماوية وأشعة الشمس فمن الضروري أن تكون كل وحدة صغيرة لكن من الممكن توصيلها ببعضها البعض لزيادة الإنتاج. وقال نويل لـ«رويترز»: «بوسعك أن تصنع شجرة كاملة بأوراق كثيرة مختلفة مرصوصة على التوازي». وهو يعتقد أن هذه العملية قد تصبح متاحة على نطاق واسع لعلماء الهندسة الكيميائية خلال فترة تتراوح بين خمس وعشر سنوات. وليست هذه هي المرة الأولى التي يستوحي فيها العلماء شيئا من النباتات عند التفكير في سبل مبتكرة لتصنيع المستحضرات الدوائية.



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».