سوار إلكتروني يرصد الأمراض بتحليل العرق

يمتاز بدقة عالية ويتعرف على مرضى التليف الكيسي والسكري

سوار لتحليل العرق
سوار لتحليل العرق
TT

سوار إلكتروني يرصد الأمراض بتحليل العرق

سوار لتحليل العرق
سوار لتحليل العرق

طوَّر علماء أميركيون سواراً إلكترونياً بمقدوره تحسين عمليات تشخيص الأمراض ومعالجتها، خصوصاً مرضى التليف الكيسي والسكري... وذلك بتحليل العرق.
وخلافاً للسوار السابق لتحليل العرق، فإن السوار الجديد مصمَّم بمجسات عالية الدقة يمكنها تحليل أقل آثار العرق، أي الكميات الضئيلة منه، كما لا تتطلب من المرضى الجلوس لفترة طويلة بهدف جمع عيناته منهم.
ويُصمَّم السوار بمجسات استشعار مرنة ومعالجات إلكترونية تلتصق بالجلد، الأمر الذي يحفز الغدد العرقية على إفراز العرق. وترصد المجسات وجود الجزيئات المختلفة داخل العرق إضافة إلى الأيونات، وهي جسيمات مشحونة بشحنة موجبة، الموجودة فيه.
وعلى سبيل المثال، فإن مركبات الكلوريد الموجودة في العرق تولِّد جهداً كهربائياً أعلى على سطح المجسات. ويعني وجود تركيز عالٍ من أيونات الكلوريد وجود إصابة بمرض التليف الكيسي، بينما يعني وجود ارتفاع ملحوظ في مستوى الغلوكوز في الدم الإصابة بالسكري.
والتليف الكيسي مرض وراثي يصعب علاجه، تعود أسبابه إلى اختلالات جينية يحدث فيها عجز في عمل الغدد خارجية الإفراز، مما يؤثر بصورة كبيرة على وظائف متعددة في الجسم. ويؤدي إلى زيادة تراكم المخاط في الرئتين والبنكرياس.
وترسل المجسات النتائج إلكترونياً إلى الأطباء بهدف التحليل والتشخيص. وقال باحثون في جامعتي كاليفورنيا في بيركلي وستانفورد الذين طوروا السوار إن دراستهم تمثل خطوة هائلة إلى الأمام. وقد نشروا نتائجهم في مجلة «أعمال الأكاديمية الوطنية للعلوم».
وقال كارلوس ميلا الأستاذ المساعد في جامعة ستانفورد في أمراض الأطفال وأحد المشرفين على الدراسة إن السوار يمكن أن يساعد في تطوير أدوية مخصصة شخصياً لكل مصاب، خصوصاً بمرض التليف الكيسي وفقاً لدرجة إصابته ونوعها.
ولا تؤدي أدوية علاج التليف الكيسي مهمتها الموجودة حالياً إلا لنسبة صغيرة من المصابين به، لذا فإن السوار الجديد يمكن أن يساعد في التحري عن فاعلية الأدوية الجديدة، وذلك بالرصد السريع لزيادة أو نقصان أيونات الكلوريد أثناء العلاج.
على صعيد آخر، طوَّر علماء بريطانيون ضمادات للجروح مصممة بمجسات استشعار نانوية لرصد حالات الجروح ومدى التئامها واحتمال حصول جلطة تخثر متحركة يمكنها الانتقال إلى باقي الجسم، أو الإصابة بالعدوى، ثم إرسال البيانات عبر أحدث شبكة «5 جي»، وهي أحدث شبكة اتصالات يجري تنفيذها حالياً.
وقال باحثون في جامعة سوانزي إنهم سيشرعون في اختبار الضمادات التي سترسل البيانات عن حالة الجروح إلى الأطباء، وذلك خلال الـ12 شهراً المقبلة.



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».