أبحاث علمية متميزة في 2018

استكشاف مجاهل الكون ووسائل مطورة للتخلص من الإيدز

المسبار «باركر سولار 2»
المسبار «باركر سولار 2»
TT

أبحاث علمية متميزة في 2018

المسبار «باركر سولار 2»
المسبار «باركر سولار 2»

مهما كان تقييمك لعام 2018، فإنه شهد تنفيذ العلماء لأبحاث جديدة توصلت إلى نتائج غير مسبوقة. ونقدم هنا رصداً لأبرز إنجازات العام في 7 من مجالات العلم المختلفة: الفضاء، والتكنولوجيا، والبيئة، والأحياء، والطاقة، والجينات، والأنثروبولوجيا البيولوجية.
- سباق فضائي
شهد هذا العام أحداثاً فضائية فريدة، بطلتاها الولايات المتحدة الأميركية والصين، فإذا كانت وكالة «ناسا» الأميركية قد أعلنت هذا العام عن حدثين غير مسبوقين يتعلقان بالشمس والمريخ، فإن الصين أبت أن يلملم عام 2018 أوراقه دون أن يكون لها نصيب من كعكة الفضاء، وأعلنت أيضاً عن مهمة غير مسبوقة تستهدف القمر.
وتستهدف المهمة المتعلقة بالشمس الاقتراب منها لمسافة لم تصل لها أي سفينة فضائية؛ حيث أطلقت وكالة «ناسا» في أغسطس (آب) 2018 المسبار الفضائي «باركر سولار»، ليقوم بهذه المهمة.
وأعلنت الوكالة في 31 أكتوبر (تشرين الأول) 2018 تسجيل المسبار رقماً قياسياً في الاقتراب من الشمس لم يتحقق من قبل، إذ فصلته عن سطح الشمس مسافة 15 مليون ميل، متجاوزاً الرقم القياسي المسجل عام 1976 لصالح السفينة «Helios - 2»، التي وصلت لمسافة 26.6 مليون ميل من الشمس.
ويسعى المسبار إلى الاقتراب من الشمس 24 مرة خلال السنوات السبع المقبلة، ليصل في النهاية إلى مسافة 3.8 مليون ميل من سطح الشمس، وذلك في مسعاه لحل لغز الشمس الأكبر، وهو: كيف تقوم الشمس بتسخين الهالة حولها إلى ملايين الدرجات، فيما يبقى السطح تحتها بارداً نسبياً؟
لم تكتف «ناسا» بهذا الإنجاز، وحققت إنجازاً آخر؛ حيث تم الإعلان في 26 نوفمبر (تشرين الثاني) الماضي، عن نجاح المسبار «إنسايت» بعد رحلة استمرت أكثر من 6 أشهر، في الهبوط على سطح المريخ، في حدث تاريخي لأول مرة.
ويعد هذا المسبار أول سفينة فضاء أميركية تهبط على سطح المريخ، منذ وصول «كيريوسيتي» قبل 6 سنوات. كما أنها أول سفينة مخصصة لاستكشاف ما تحت سطح المريخ.
ويحمل المسبار معدات لرصد درجات الحرارة وهزات الزلازل في المريخ، وسيقضي 24 شهراً في أخذ قراءات زلزالية وحرارية، بحثاً عن معلومات تساعد على معرفة كيف تشكل المريخ، وأصل الأرض وغيرها من الكواكب الصخرية في المجموعة الشمسية الداخلية.
لكن الصين أبت ألا يمر العام دون أن تحجز لنفسها مكاناً في تاريخ الفضاء، وأطلقت في 8 ديسمبر (كانون الأول) المسبار «تشانغ 4»، الذي سيكون أول سفينة تهبط على الجانب المظلم من القمر على الإطلاق.
وتعتزم بعثة «تشانغ 4» الوصول إلى أكبر وأعمق، وربما أقدم فوهة معروفة تكونت نتيجة اصطدام، وتعرف باسم حوض «ساوث بول – آيتكن» على الجانب البعيد من القمر، الذي لا يمكن رصده من الكرة الأرضية.
- تكنولوجيا صحية
ومن الفضاء إلى الأرض؛ حيث شهد مجتمع البحث العلمي هذا العام ابتكارات تكنولوجية تهدف إلى خدمة الصحة، وتحديداً في مجال تشخيص الأمراض.
ومن الأبحاث الرائدة في هذا المجال تطوير تقنية تستخدم الهاتف المحمول للكشف عن فيروس «الإيدز»، ابتكرها فريق بحثي من مستشفى «بريغهام» للأمراض النسائية، وكلية الطب بجامعة «هارفارد» الأميركية.
والتقنية التي تم توصيفها في بحث نشرته دورية «نيتشر كومينيكيشن» في أكتوبر2018، تستخدم كاميرا الهاتف وتحولها إلى ما يشبه الميكروسكوب للكشف عن الفيروس. وتستخدم هذه التقنية حاملاً يلتصق بالهاتف المحمول، وهو مطور بحيث يسمح بوضع عينة الدم على شريحة تكون ملاصقة لكاميرا الهاتف، وبها «الميكروميترز»، وهي كرات مصنعة من بوليمر «بولي أستيرين» تتميز بالحركة السريعة.
وبمجرد وضع عينة الدم على الشريحة، يحدث تفاعل بيوكيميائي بين الحمض النووي الفيروسي و«الميكروميترز»، فإذا كان الفيروس نشطاً تتكون شبكة من الحمض النووي الفيروسي تعوق حركة «الميكروميترز»، وعندها يظهر الهاتف تقريراً مختصراً بأن العينة المختبرة موجبة، أي مؤكدة. وإذا لم يحدث تغيير في حركة الكرات، فهذا يعني أن العينة سالبة.
ووفق دراسة الجدوى التي أشارت إليها الدراسة، فإن ثمن الجهاز الذي يساعد الهاتف على إجراء الاختبار لن يقل ثمنه عن 5 دولارات، وهو مبلغ ضئيل جداً إذا ما تمت مقارنته بالتحليل التقليدي الذي يتكلف 50 دولاراً، هذا فضلا عن أن الشخص يستطيع تنفيذه في منزله، دون الحاجة إلى الذهاب للمستشفى. وقد أظهرت النتائج أنه يعطي دقة مماثلة للاختبارات التقليدية.
- ثورة على «البلاستيك»
وكما كانت صحة الإنسان هدفاً للتكنولوجيا، كانت البيئة التي يعيش فيها هدفاً للابتكارات. وركزت أبحاث كثيرة على أضرار «البلاستيك»، إذ يمكن اعتبار 2018 عام الثورة على «البلاستيك». وقد ارتفع إنتاج «البلاستيك» خلال الـ50 سنة الماضية، من 15 مليون طن في 1964، إلى ما يزيد على 311 مليون طن سنوياً حول العالم في الوقت الحالي، ولا يتم جمع 32 في المائة من نفايات «البلاستيك»، لينجم عن ذلك تكاليف اقتصادية باهظة، تتمثل في تقليص إنتاجية نظم طبيعية، مثل المحيطات، وانسدادات في البنى التحتية.
وفي محاولة للمساهمة في حل هذه المشكلة، أنتجت شركة بريطانية يختاً لجمع «البلاستيك» من المحيطات وإعادة تدويره، وكشفت عن اليخت في معرض ساوثهامبتون للقوارب في 17 سبتمبر (أيلول) الماضي.
ويبلغ سعر اليخت نحو 40 مليون جنيه إسترليني (52 مليون دولار)، وأطلق عليه اسم «منقذ المحيط»، ويمكن أن يساعد في جمع 5 أطنان من «البلاستيك» يومياً، ويعتمد في طاقته على إعادة تدوير نفايات المحيطات من «البلاستيك»، وتحويلها إلى وقود.
وكان «البلاستيك» أيضاً هدفاً لبحث مشترك بين علماء من بريطانيا وأميركا، نجحوا في تطوير إنزيم يأكل «البلاستيك»، بما قد يساهم في محاربة التلوث. ونشرت نتائج الاكتشاف في أبريل (نيسان) 2018، بدورية أعمال أكاديمية العلوم الوطنية. ويستطيع الإنزيم هضم مادة «تريفثالات الإثيلين المتعدد»، وهو شكل من أشكال «البلاستيك» المستخدم في ملايين الأطنان من العبوات البلاستيكية، ويمكن للمنتجات البلاستيكية المصنوعة من هذه المادة البقاء لمئات السنين في البيئة، وتلويث مساحات كبيرة من الأراضي والبحار.
- طاقة صديقة للبيئة
وفي الوقت الذي احتلت فيه قضية التغيرات المناخية اهتماماً كبيراً عام 2018، كانت الأبحاث معبرة عن هذا التوجه، عبر الإسراع بتقديم حلول لعلاج المشكلات التي تعوق استخدام الطاقات غير الملوثة للبيئة، مثل الطاقة الشمسية.
ومن أبرز المعوقات التي تتعلق باستخدام الطاقة الشمسية وربطها بشبكة الكهرباء الوطنية، هو ارتباطها بالسطوع الشمسي، والحاجة إلى توفير وسيلة لتخزينها، وهي المشكلة التي عمل علماء معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا في أميركا على حلها.
وصمم العلماء نظاماً تم الإعلان عنه في 8 ديسمبر يمكنه تخزين الطاقة المتجددة، مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح، وتحويلها إلى طاقة كهربائية حسب الطلب.
ويخزن التصميم الجديد الحرارة المتولدة من الكهرباء الزائدة من الطاقة الشمسية أو طاقة الرياح، في خزانات كبيرة من السليكون المنصهر، ثم يحول الضوء من المعدن المتوهج إلى الكهرباء عند الحاجة. ويمكن أن يفيد هذا النظام في تشغيل الشبكة الكهربائية، بالاعتماد على مصادر الطاقة المتجددة.
وفي الإطار ذاته، للحفاظ على البيئة، طرحت شركة بريطانية سيارة تعمل بالطاقة الهيدروجينية، يمكنها أن تظل مدى الحياة. وما زالت هذه السيارة في طور التجربة، مع عدد قليل من الأشخاص، غير أن مشكلتها الرئيسية تكمن في ارتفاع تكلفة الصيانة الدورية.
وحول الوقود نفسه، توصل فريق بحثي من عده جامعات بريطانية إلى طريقة جديدة لتحويل غاز أول أكسيد الكربون السام إلى غاز الهيدروجين، ونشروا بحثاً عن تلك الطريقة في شهر يونيو (حزيران) بدورية «Molecular Catalysis».
ونجح الفريق البحثي الممثل لعده جامعات بريطانية في تحضير عامل محفز من كربيد المولبيديوم، يستخدم في عملية التحويل، وأظهر هذا العامل نتائج أفضل من أربع إلى خمس مرات مقارنة بالعوامل الحفازة الأخرى التي استخدمت في أبحاث سابقة، وأظهر ثباتاً أثناء التفاعل لمده تقدر بـ85 ساعة من التفاعل المتواصل.
- أطفال معدلون وراثياً
ولم تخلُ أحداث العام العلمية من بعض القضايا الشائكة التي أثارت جدلاً كبيراً، ومنها إعلان الباحث الصيني هي جيناكي من جامعة «شانزين» الصينية، في 27 نوفمبر الماضي، عن نجاحه في مساعدة أم على ولادة طفلتين توأم معدلتين وراثياً، لتكون هذه العملية هي الأولى من نوعها في العالم.
وقال العالم الصيني إنه نجح في تحرير الأجنة باستخدام أداة «كرسبر كاس ناين»، لتعطيل المورث المسؤول عن نقل مرض «الإيدز» من الوالدين لدى المولودتين.
وأعلن الباحث أنه جرى تحرير سبعة أجنة من الأزواج المتضررين من فيروس نقص المناعة، وتم نجاح حالة واحدة هي الطفلتان، ولم تنشر نتائج هذا البحث، إذ تم رفض نشر هذه الدراسة «لأسباب أخلاقية»، من قبل هيئات التحرير في مجلتي «نيتشر» و«ساينس».
- أسرار العالم القديم
ومن الحاضر وتحدياته إلى الماضي وأسراره؛ حيث شهد العام تفسيراً لكثير من ألغاز الماضي في مجالي الأحياء والجيولوجيا. وفي هذا الإطار اكتشف بالمملكة العربية السعودية أول أحفورة بشرية في شبه الجزيرة العربية، بما قد يغير النظرية السائدة حول كيفية هجرة البشر المعاصرين من أفريقيا إلى باقي بقاع العالم.
وعثر على الأحفورة في «صحراء النفود» ويقدر عمرها بما لا يقل عن 85 ألف سنة، وفق الدراسة التي نشرت عنها في أبريل 2018، بمجلة «البيئة والطبيعة والتطور».
وقال الفريق البحثي صاحب الاكتشاف، إنه إذا كانت النظرية السائدة هي أن البشر المعاصرين نشأوا في أفريقيا ومن ثم هاجروا إلى بقية العالم، في موجة واحدة منذ نحو 60 ألف عام، فإن هذا الاكتشاف يظهر أنه بدلاً من الانتشار السريع مرة واحدة خارج أفريقيا، خرج الإنسان العاقل من أفريقيا عدة مرات، أي حتى قبل نحو ما بين 20 و25 ألف عام من التاريخ المحدد.
وفي أبحاث الديناصورات، كانت أبرز الإنجازات لفريق بحثي مصري، نجح في اكتشاف الديناصور «منصوراصورس»، وهو الأول من نوعه في أفريقيا، الذي يوثق آخر 30 مليون سنة من العصر الطباشيري، الذي امتد في الفترة منذ 135 إلى 65 مليون سنة. ونُشر بحث عن هذا الاكتشاف في يناير (كانون الثاني) الماضي بدورية «نيتشر إيكولوجي آند إيفولوشن» العلمية.
وكانت قد حدثت موجة انقراض هائلة للديناصورات والزواحف الكبيرة قبل نحو 66 مليون عام، ونجح العلماء في توثيق تلك الفترة الممتدة بين حقبة الحياة الوسطى (تضم 3 عصور جيولوجية، هي الترياسي والجوراسي والطباشيري) وحقبة الحياة الحديثة، ولكن بقيت هناك فجوة زمنية في قارة أفريقيا تصل إلى نحو 30 مليون سنة، في الفترة ما بين 94 و66 مليون سنة، بنهاية العصر الطباشيري، ولم يتمكن العلماء من تسجيل أي حفريات بها، وظلت لغزاً يبحث العلماء عن تفسير له. ويعد «منصوراصورس» هو الأول من تلك الفترة.
ويعد هذا الديناصور هو السادس المكتشف في مصر؛ لكنه الأول في مصر وأفريقيا الذي يوثق الفترة ما بين 94 و66 مليون سنة، بنهاية العصر الطباشيري. ويبلغ طوله 10 أمتار، ووزنه نحو 5 أطنان، وعمره نحو 75 مليون سنة.
وشهدت المغرب – أيضاً – حدثاً فريداً يتعلق بديناصور قليل الحجم، على خلاف اكتشافات الديناصورات التي تعود إلى أواخر العصر الطباشيري.
وتتعلق أغلب الاكتشافات بديناصورات ضخمة يصل طولها إلى 17 متراً؛ لكن الاكتشاف الذي حدث بالمغرب وسجله الفريق البحثي من قسم الأحياء والكيمياء الحيوية، بمركز ميلنر للتطور بجامعة «باث» البريطانية، كان يتعلق بديناصور بأطوال 10 و15 متراً، تسجل لأول مرة. ونُشر بحث عن هذا الاكتشاف في سبتمبر 2018 بدورية «Cretaceous Research»، المعنية بأبحاث العصر الطباشيري.
- أبحاث فريدة حول تاريخ الأمراض
> يدرس العلماء فترات زمنية حديثة بعض الشيء، وهي تلك التي تتعلق بالحضارات القديمة؛ حيث يهتم أحد فروع العلم، وهو «الأنثروبولوجيا البيولوجية» بتتبع تاريخ الأمراض، من خلال البحث عنها في المومياوات والهياكل العظمية لإنسان هذه الحضارات.
وفي هذا الإطار، نجح فريق بحثي إسباني في تسجيل أقدم إصابة بمرض «مولر وايس» (Mueller - Weiss) في عظام رجل ينتمي إلى السلالة البطلمية في الفترة الهلنستية (من القرن الرابع إلى القرن الأول قبل الميلاد)، وذلك في منطقة أثرية بمحافظة المنيا (وسط مصر). ونُشر بحث عن هذا الاكتشاف بدورية «جراحة القدم والكاحل» (The Journal of Foot and Ankle Surgery) في يوليو (تموز) 2018.
و«مولر وايس»، من الأمراض النادرة في العظام، ووصف علمياً لأول مره أوائل القرن العشرين، وسجل باسم مكتشفه، وهو عالم ألماني، ويعد البحث الإسباني هو الأول من نوعه الذي يسجل هذه الإصابة، في عظام ينتمي أصحابها إلى فترات ما قبل الميلاد.
وكان الباحثون المتخصصون في هذا المجال على موعد مع كشف فريد في شهر نوفمبر الماضي؛ حيث أعلنت بعثة أميركية إيطالية مشتركة تعمل في منطقة أسوان الأثرية بمصر، عن اكتشاف رفات لامرأة حامل في شهورها الأخيرة، تعود إلى عصر الانتقال الثاني (1750 - 1550) قبل الميلاد.
وأظهرت الدراسات الأولية التي أجريت على الهيكل العظمي لها، أن عمر السيدة عند الوفاة كان نحو 25 عاماً، وكانت في شهور حملها الأخيرة وعلى وشك الولادة؛ حيث إن هيكل الجنين موجود في منطقة الحوض، وقد استقر بالفعل في وضعية الولادة.
كما كشفت التحاليل الأولية لرفات السيدة عن مشكلات أو اختلال في منطقة الحوض، والتي أوضحت أنها كانت ربما تعاني من كسر تم علاجه بطريقة غير صحيحة، وهو على الأرجح ما أدى إلى الوفاة.


مقالات ذات صلة

علماء ينتجون «نموذج جنين بشري» في المختبر

علوم النموذج تم تطويره باستخدام الخلايا الجذعية (أرشيف - رويترز)

علماء ينتجون «نموذج جنين بشري» في المختبر

أنتجت مجموعة من العلماء هيكلاً يشبه إلى حد كبير الجنين البشري، وذلك في المختبر، دون استخدام حيوانات منوية أو بويضات.

«الشرق الأوسط» (لندن)
علوم الهياكل الشبيهة بالأجنة البشرية تم إنشاؤها في المختبر باستخدام الخلايا الجذعية (أرشيف - رويترز)

علماء يطورون «نماذج أجنة بشرية» في المختبر

قال فريق من الباحثين في الولايات المتحدة والمملكة المتحدة إنهم ابتكروا أول هياكل صناعية في العالم شبيهة بالأجنة البشرية باستخدام الخلايا الجذعية.

«الشرق الأوسط» (لندن)
علوم علماء يتمكنون من جمع حمض نووي بشري من الهواء والرمال والمياه

علماء يتمكنون من جمع حمض نووي بشري من الهواء والرمال والمياه

تمكنت مجموعة من العلماء من جمع وتحليل الحمض النووي البشري من الهواء في غرفة مزدحمة ومن آثار الأقدام على رمال الشواطئ ومياه المحيطات والأنهار.

«الشرق الأوسط» (نيويورك)
علوم صورة لنموذج يمثل إنسان «نياندرتال» معروضاً في «المتحف الوطني لعصور ما قبل التاريخ» بفرنسا (أ.ف.ب)

دراسة: شكل أنف البشر حالياً تأثر بجينات إنسان «نياندرتال»

أظهرت دراسة جديدة أن شكل أنف الإنسان الحديث قد يكون تأثر جزئياً بالجينات الموروثة من إنسان «نياندرتال».

«الشرق الأوسط» (لندن)
علوم دراسة تطرح نظرية جديدة بشأن كيفية نشأة القارات

دراسة تطرح نظرية جديدة بشأن كيفية نشأة القارات

توصلت دراسة جديدة إلى نظرية جديدة بشأن كيفية نشأة القارات على كوكب الأرض مشيرة إلى أن نظرية «تبلور العقيق المعدني» الشهيرة تعتبر تفسيراً بعيد الاحتمال للغاية.

«الشرق الأوسط» (لندن)

هل يشكل الذكاء الاصطناعي «تهديداً وجودياً لهوية الأطباء ورسالتهم»؟

هل يشكل الذكاء الاصطناعي «تهديداً وجودياً لهوية الأطباء ورسالتهم»؟
TT

هل يشكل الذكاء الاصطناعي «تهديداً وجودياً لهوية الأطباء ورسالتهم»؟

هل يشكل الذكاء الاصطناعي «تهديداً وجودياً لهوية الأطباء ورسالتهم»؟

عندما يحين وقت إجراء محادثة صعبة مع مريض يحتضر، حول تركيب أنبوب تغذية في جسمه، يتدرب الدكتور جوناثان تشين، طبيب الباطنية في جامعة ستانفورد، أولاً مع برنامج دردشة آلي. فهو يطلب من البرنامج أن يلعب دور الطبيب بينما يتقمص هو دور المريض، ثم يعكس الأدوار.

براعة الذكاء الاصطناعي الفائقة

يشعر الدكتور تشين بعدم الارتياح حيال ذلك، فبرنامج الدردشة الآلي بارعٌ في إيجاد طرق للتواصل مع المرضى. كما يعلم الأطباء أيضاً براعته في التشخيص وقراءة الصور والفحوص – بل إنه أفضل من كثير من الأطباء – وكذلك في الإجابة عن أسئلة المرضى عبر البوابات الإلكترونية وكتابة طلبات الاستئناف لشركات التأمين عند رفض دواء أو إجراء طبي.

ما هي وظيفة الطبيب؟

إذن، ما هي وظيفة الطبيب؟ يجيب تشين بأن برامج الذكاء الاصطناعي باتت تُشكل «تهديداً وجودياً» للأطباء؛ فهي «تُهدد هويتهم ورسالتهم».

ويتفق الدكتور هارلان كرومولز، طبيب القلب في جامعة ييل ومستشار برنامج OpenEvidence، وهو برنامج ذكاء اصطناعي للأطباء، مع هذا الرأي.

ويضيف كرومولز، وهو أيضاً أحد مؤسسي شركتين ناشئتين تستخدمان الذكاء الاصطناعي لتحليل الصور الطبية والبيانات الرقمية: «إن قدرة الذكاء الاصطناعي على التفكير والتشخيص تتجاوز بالفعل قدرات الأطباء».

الذكاء الاصطناعي بدأ يُغير ممارسات بعض الأطباء

وقد عمل الكثير من الأطباء الذين فكروا ملياً في دور الذكاء الاصطناعي في الطب، مع شركات متخصصة في هذا المجال. وتشين واحد من هؤلاء الأطباء، ويقول إنه والكثير من زملائه يضطرون إلى التساؤل: «متى سيحين الوقت أمامهم للتخلي عن التدخل وترك الأمور للحاسوب؟».

ويقول الباحثون إن برنامجاً مطوراً منظراً مثل «دكتور تشات بوت» Dr. Chatbot ليس جاهزاً تماماً لاستقبال المرضى الآن. لكن الذكاء الاصطناعي بدأ يُغير ممارسات بعض الأطباء ونوعية المرضى الذين يعالجونهم.

أولوية الرعاية... بيد الطبيب

يقول الدكتور روبرت كاليف، طبيب القلب بجامعة ديوك والمفوض السابق لإدارة الغذاء والدواء الأميركية، إن الذكاء الاصطناعي يتولى ما وصفه بـ«بعض الأعمال الروتينية» التي يقوم بها الأطباء حالياً، مثل تدوين ملاحظات حول زيارات المرضى. ولكن حتى مع وجود كم هائل من المعرفة الطبية في خوادمه، فقد لا يكون ذلك كافياً للسماح للروبوتات بتولي رعاية المرضى. وكان كاليف عمل لدى شركة «ألفابت» لمدة ست سنوات، ويقدم استشاراته لشركة ناشئة تستخدم الذكاء الاصطناعي لوصف الأدوية. ويضيف كاليف: «هناك كم هائل من المعلومات، إلا أن كيفية إجراء التفكير النقدي فيها أمر معقد».

رصد الحالة المرضية بدقة

من جهته، يقدم الدكتور لي شوام، طبيب الأعصاب والعميد المساعد للاستراتيجية الرقمية والتحول في كلية الطب بجامعة ييل، مثالاً على ذلك.

يقول المريض: «استيقظتُ أمس وأنا أشعر بدوار. كانت ذراعي مخدرة، وواجهتُ صعوبة في الكلام». ماذا يعني «الدوار» تحديداً؟ قد يعني أن المريض يشعر بدوار خفيف وعلى وشك الإغماء. أو قد يعني أن الغرفة تدور من حوله.

قد يكون المقصود بـ«الذراع الميتة» هو التنميل لا الضعف. قد يصف شخص مصاب بشلل جزئي في ذراعه شعوره بالتنميل. لكن المريض قد يشعر بوخزة إبرة إذا وخزه الطبيب شوام.

هل أصيب المريض بجلطة دماغية؟ هل هذه حالة طبية طارئة؟ يقول شوام إن لديه سنوات من التدريب تُساعده على تحديد المرضى، ومن لا داعي للقلق بشأنه، ومن يجب إدخاله إلى المستشفى... لقد تعلم قراءة العلامات الدقيقة واستخلاص المعلومات التي يصعب التعبير عنها بوضوح والتي نادراً ما تُدوّن.

ويضيف شوام أنه «يستطيع استخدام المنطق في ظل معلومات محدودة أو غير كاملة لاختيار التشخيصات الأكثر ترجيحاً لمزيد من التقييم، مع الموازنة بين الدقة والواقعية».

المصابون بأمراض خطيرة يحتاجون إلى تواصل إنساني

إن هذا العمل ليس من اختصاص برامج الدردشة الآلية. لذا؛ كما يقول شوام: «إنها بارعة في مطابقة الأنماط والتنبؤ... لكن لا يمكنها فعل ذلك إلا بناءً على البيانات المُعطاة لها عن المريض. ليس لديها أي وسيلة لاستخلاص تلك المعلومات بنفسها». ويضيف أن المصابين بأمراض خطيرة يحتاجون إلى تواصل إنساني. ويتابع: «في النهاية، فإنك تريد أن تنظر في عيني المريض»، وأن تشرح له ما إذا كان أمامه عشر سنوات ليعيشها أم ستة أشهر فقط.

الأدوات الذكية تخفف عمل الأطباء الاختصاصيين

لكن شوام لا يستبعد قدرات برامج الدردشة الآلية، التي يُقرّ بأنها قادرة على توسيع نطاق وصول الأطباء وتغيير بنية نظامنا الصحي. ويقول إن الذكاء الاصطناعي يتفوق بالفعل على الأطباء في بعض الحالات، مثل قراءة تخطيط كهربائية القلب. فهو قادر على تشخيص أمراض القلب من خلال رصد أنماط لا يستطيع أطباء القلب رؤيتها، والتي تتطلب عادةً إجراء تخطيط صدى القلب المكلف. وهذا يعني أن أطباء الأسرة يمكنهم الآن القيام ببعض مهام أطباء القلب.

كما يُسهم الذكاء الاصطناعي في تخفيف عبء العمل على بعض الاختصاصيين الطبيين، بحيث لا يضطر المرضى الذين يحتاجون إلى خبرتهم إلى الانتظار أسابيع أو شهوراً للحصول على موعد.

برامج لرصد أعراض الارتجاع المريئي

هذا ما يحدث بالفعل في عيادة الدكتور جون إريك باندولفينو، اختصاصي الارتجاع المرييي المعدي (GERD) في كلية فاينبرغ للطب بجامعة نورث وسترن.

كان معظم المرضى الذين يعانون أعراض ارتجاع المريء ينتظرون أسابيع للحصول على موعد معه. وأوضح أن «نسبة كبيرة من الحالات» كانت أقل خطورة ولا تتطلب رعايته.

*رصد الحالات المرضية. ابتكر باندولفينو حلاً يعتمد على الذكاء الاصطناعي أطلق عليه اسم GERDBot. يقوم النظام بفرز المرضى، وتوجيه من لا يحتاجون فعلاً إلى زيارة الطبيب إلى مقدمي رعاية صحية آخرين. والهدف هو تسريع علاج من يعانون أعراضاً أكثر خطورة.

يبدأ المرضى بالإجابة عن أسئلة النظام الآلي. ومن تظهر عليهم أعراض تشير إلى مشكلة خطيرة، يخضعون للفحص فوراً. أما الباقون، فيتلقون اتصالاً خلال أسبوع من ممرضة ممارسة أو مساعد طبيب، يُطمئنهم ويصف لهم الأدوية اللازمة، إن لزم الأمر.

ويستقبل باندولفينو، الذي رخص نموذج ذكاء اصطناعي آخر من ابتكاره لشركة الأجهزة الطبية «ميدترونيك»، الآن عدداً أقل من المرضى، لكنهم هم من يحتاجون إلى خبرته. ويقول: «معظم الناس يُقدّرون حقيقة أن علاجهم قد ابتدأ بالفعل، وحصولهم على المعلومات فوراً، وإذا لم يستجب علاجهم أو ظهرت عليهم علامات تحذيرية، فانهم يُحالون إلى الطبيب».

ويُقرّ بأن قلة قليلة تشعر بأنها تُحال إلى رعاية أقل جودة. لكن الطريقة القديمة - التي كانت تتطلب انتظاراً يصل إلى ستة أشهر للحصول على موعد - كانت أسوأ بكثير لمن يرغبون في المساعدة والطمأنينة.

* رصد الأعراض الحادة. وكانت الخطوة التالية تخفيف العبء عن المرضى الذين يعانون أعراض ارتجاع المريء الحادة. وقد طوّر باندولفينو خوارزمية ذكاء اصطناعي أطلق عليها اسم «إيزو-إنستين» Eso-Instein (Eso اختصاراً لكلمة «مريء»)، التي ستساعد اختصاصي الجهاز الهضمي الأقل تخصصاً على تحديد التشخيص الأرجح بناءً على أعراض المريض، ونتائج التنظير الداخلي، والفحوص الفيزيولوجية. ثم تُخبر الخوارزمية الطبيب بكيفية علاج المريض وتوقعات سير المرض.

ويقول باندولفينو: «في نهاية المطاف، عندما تتفوق الخوارزمية على الإنسان، سأضطر إلى البحث عن عمل آخر». ويضيف: «سيجعل الذكاء الاصطناعي أمثالي أقل أهمية تدريجياً».

كما أن خوارزمية الذكاء الاصطناعي التي ابتكرها باندولفينو قد تُتيح للاختصاصيين إحالة الكثير من مرضاهم إلى أطباء الرعاية الأولية، يُؤمل أيضاً أن تُسهم هذه الاستراتيجية نفسها في زيادة توافر أطباء الرعاية الأولية من خلال إسناد بعض مهامهم إلى ممرضين متخصصين. إذ إن هناك نقصاً حاداً في أعداد أطباء الرعاية الأولية، لا في المناطق الريفية فحسب، بل حتى في المدن الكبرى التي تضم كثيراً من المستشفيات وكليات الطب الكبيرة.

ارتقاء دور الممرضين... بفضل الذكاء الاصطناعي

الذكاء الاصطناعي يمكنه أن يساعد المرضى، كما قال الدكتور آدم رودمان، طبيب باطني في مركز بيث إسرائيل ديكونيس الطبي، بفرز المرضى وتمكين الممرضين الممارسين من القيام بجزء أكبر من عمل طبيب الرعاية الأولية؛ ما يتيح للطبيب معاينة المزيد من المرضى ذوي الاحتياجات المعقدة. وعندما يتعلق الأمر بالاختيار بين طبيب لا يستقبل مرضى جدداً أو طبيب يحيل المرضى إلى ممرض ممارس أو مساعد طبيب، فمن المرجح أن يتقبل المرضى هؤلاء المتخصصين الطبيين الآخرين.

مع ذلك، يُقرّ رودمان وباحثون آخرون بوجود مخاطر تتمثل في إمكانية أن تُعيد برامج الدردشة الآلية إنتاج التحيزات الموجودة بالفعل في المؤسسات الطبية. فعلى سبيل المثال، وجدت إحدى الدراسات أنها قد تُولي اهتماماً أقل لامرأة أو لشخص يرتكب أخطاءً إملائية أو نحوية.

مخاوف الخبراء من قصور النظام الطبي

تدفع هذه المخاوف بعض الخبراء إلى التحذير من عدّ الذكاء الاصطناعي حلاً سحرياً للنظام الطبي. يقول الدكتور ليو أنتوني سيلي، مدير الأبحاث السريرية في مختبر علم وظائف الأعضاء الحاسوبي بمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا: «إن القلق الحقيقي ليس في الذكاء الاصطناعي بحد ذاته، بل في استخدامه لتحسين نظام معيب بشدة بدلاً من إعادة تصوره». ويضيف سيلي: «قد لا يُدرك مرضى اليوم مدى قصور النظام الحالي في تلبية احتياجاتهم».

وتشاركه زميلته، مرضية قاسمي من مجموعة التعلم الآلي الصحي في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، في مخاوف مماثلة؛ إذ قالت إن الذكاء الاصطناعي يمتلك «إمكانات هائلة»، لكن يبدو أنه يُستخدم حالياً في الغالب لزيادة أرباح الأنظمة الطبية من خلال «رفع ثمن الفواتير، واستبدال كوادر الرعاية الصحية الأولية للمرضى المحتاجين، أو الترويج للأدوية:».

وقال رودمان، إن على الأنظمة الطبية ومرضاها أن يكونوا على دراية بهذه المشكلات. وأضاف: «لكن هذا ليس سبباً للتخلي عن هذه التقنية». وهو يأمل أن يتمكن الباحثون، بفضل الذكاء الاصطناعي، من توثيق التحيزات والحد منها. أما مع البشر، الذين لديهم التحيزات نفسها، «فمن الصعب جداً التخفيف منها»، كما قال رودمان.

وأضاف رودمان أن الذكاء الاصطناعي، على الأقل في بعض المهام، سيكون أفضل من الأطباء. سيكون أكثر دقة في الالتزام بإرشادات الفحص وتقديم المشورة للمرضى بشأن عادات نومهم وغذائهم، على سبيل المثال.

آخر ما نريده: «طبيب غبي يعتمد على الذكاء الاصطناعي بالكامل»

ويعلق يقول الدكتور جيفري أ. ليندر، اختصاصي الطب الباطني في جامعة نورث وسترن. على ذلك بأن «هذه هي الجوانب الروتينية في مهنة الطب».

ويضيف: «هناك الكثير من المهام التي نقوم بها في الرعاية الصحية الأولية والتي تبدو وكأنها مجرد إجراءات شكلية». ولكنه أعرب عن قلقه من أن يعتمد بعض الأطباء بشكل مفرط على الذكاء الاصطناعي، ويقول: «آخر ما نريده هو طبيب غبي يعتمد على الذكاء الاصطناعي بشكل كامل»، حيث «أُعطّل عقلي وأترك الذكاء الاصطناعي يملي عليّ ما يجب فعله طوال الوقت».

لكن المشكلة تكمن في أنه بينما قد لا يكون الذكاء الاصطناعي مثالياً، فإن النظام الطبي الحالي ليس كذلك أيضاً. ويتضح جلياً أن دور الطبيب سيشهد تحولاً جذرياً.

الدور المهم للأطباء

لكن لا يزال للأطباء أدوار مهمة يؤدونها. ويقول ليندر: «الطب الباطني تخصصٌ يعتمد على التعامل المباشر مع المرضى. إنك تتعرف على مرضاك بمرور الوقت، وتعرف قيمهم، وتعرف عائلاتهم».

ويوافق الدكتور جوشوا شتاينبرغ، طبيب الرعاية الأولية في جامعة ولاية نيويورك الطبية في بينغهامتون، نيويورك، على ذلك. ويقول: «حتى لو قرأ الذكاء الاصطناعي جميع المراجع الطبية، سأظل أنا الخبير في حالة مرضاي». ويضيف: «أعتقد أن دورنا كأطباء قد يبدو مختلفاً بعض الشيء، لكنني سأظل جالساً على كرسي متحرك صغير، أتحدث مع المريض».

* خدمة «نيويورك تايمز»


عندما تعمل الجينات معاً: تفسير جديد لأمراض القلب الوراثية

عندما تعمل الجينات معاً: تفسير جديد لأمراض القلب الوراثية
TT

عندما تعمل الجينات معاً: تفسير جديد لأمراض القلب الوراثية

عندما تعمل الجينات معاً: تفسير جديد لأمراض القلب الوراثية

كشفت دراسة حديثة أجراها باحثون في جامعة ستانفورد، أن التفاعلات بين جينات عدة، وليس الطفرات الجينية الفردية فقط، تلعب دوراً حاسماً في تطور بعض أمراض القلب الوراثية وتحديد شدتها. وتشير هذه النتائج إلى أن الفهم التقليدي لأمراض القلب القائم على البحث عن خلل في جين واحد، قد يكون مبسطاً أكثر مما ينبغي.

تفاعلات جينية معقَّدة

وقاد هذا البحث البروفسور إيوان آشلي، أستاذ علم الوراثة وعلوم البيانات الطبية الحيوية في كلية الطب بجامعة ستانفورد؛ حيث يركز مختبره على دراسة الكيفية التي تؤثر بها التفاعلات الجينية المعقدة في صحة الإنسان. ونُشرت الدراسة على موقع «Stanford Medicine» في 23 يناير (كانون الثاني) 2026، وقد تفتح آفاقاً جديدة في تشخيص أمراض القلب الوراثية وعلاجها.

ولطالما وُصفت أمراض القلب بأنها حالات تُورَّث داخل العائلات نتيجة خلل جيني ينتقل من الآباء إلى الأبناء. ولسنوات طويلة ركّز العلماء على الطفرات الجينية الفردية بوصفها السبب الرئيسي وراء هذه الأمراض. إلا أن هذا النهج لم يفسر سبب اختلاف شدة المرض بين أشخاص يحملون الطفرة نفسها، أو لماذا يُصاب بعضهم بالمرض بينما لا يُصاب آخرون.

ما وراء الجين الواحد

تلعب الجينات دوراً أساسياً في تحديد صفات جسدية بسيطة، مثل لون العينين أو شكل الوجه، وغالباً ما ترتبط هذه الصفات بجين واحد. ولكن الأمراض المعقدة -وعلى رأسها أمراض القلب- لا تخضع لهذه القاعدة البسيطة. فجميع البشر تقريباً يحملون تغيرات صغيرة في الحمض النووي (DNA) يُطلق على بعضها أحياناً «أخطاء مطبعية» جينية. ومعظم هذه التغيرات غير ضار؛ لكن بعضها قد يسهم في حدوث المرض.

هنا يظهر مفهوم وراثي يُعرف باسم التآثر الجيني (Epistasis) وهو يحدث عندما يتفاعل جينان أو أكثر معاً، لتغيير النتيجة النهائية لصفة جسدية أو مرضية. في هذه الحالة يعتمد تأثير جين واحد على وجود أو غياب جين آخر، ما يؤدي إلى نتائج لا يمكن التنبؤ بها عند دراسة كل جين على حدة.

ويؤكد آشلي أن الجينات لا تعمل بشكل منفصل؛ بل ضمن شبكات معقدة. وفهم هذه الشبكات يساعد العلماء على تفسير سبب ظهور المرض لدى بعض الأشخاص دون غيرهم.

التركيز على تضخم عضلة القلب

وركز فريق البحث على حالة تُعرف باسم «تضخم عضلة القلب»، وهي اضطراب يصبح فيه جدار القلب سميكاً بشكل غير طبيعي، ما يحد من قدرته على ضخ الدم بكفاءة. وقد تؤدي هذه الحالة إلى عجز القلب أو اضطرابات خطيرة في نبضات القلب، وقد تكون قاتلة في بعض الأحيان.

ولسنوات، اعتُقد أن تضخم عضلة القلب ناتج أساساً عن طفرات فردية في جينات مسؤولة عن بنية عضلة القلب. ولكن فريق آشلي افترض أن التفاعلات بين عدة جينات قد تلعب دوراً أكبر مما كان يُعتقد.

تحليل كميات هائلة من البيانات

ولاختبار هذه الفرضية، طوَّر الباحثون أدوات حاسوبية متقدمة، قادرة على كشف التآثرات الجينية الخفية داخل مجموعات ضخمة من البيانات الوراثية. واعتمدت الدراسة على ما يقرب من 10 سنوات من جمع البيانات، شملت تحليلات جينية لأكثر من 300 قلب بشري، إضافة إلى نحو 30 ألف صورة قلب، مأخوذة من قاعدة بنك البيانات الحيوية في المملكة المتحدة (UK Biobank) إحدى أكبر قواعد البيانات الطبية الحيوية في العالم.

وباستخدام تقنيات الذكاء الاصطناعي وتعلُّم الآلة، فحص الفريق نحو 15 مليون تغير جيني مرتبط ببنية القلب، ثم قلَّص هذا العدد إلى نحو 1400 طفرة يُحتمل أن تتفاعل بعضها مع بعض. بعد ذلك صُمم نموذج حاسوبي لترتيب هذه التفاعلات، وفقاً لتأثيرها المتوقع، في شكل وحجم ووزن عضلة القلب.

ثلاثة جينات محورية

وقد أسفرت التحليلات عن بروز 3 جينات رئيسية: TTN وIGF1R وCCDC141. ويُعد جين TTN من الجينات المعروفة المرتبطة بأمراض عضلة القلب، بينما يلعب جين IGF1R دوراً مهماً في نمو القلب وتنظيم عمليات الأيض. أما جين CCDC141 فلا يزال غير مدروس على نطاق واسع، ولم يكن مرتبطاً سابقاً بشكل مباشر بأمراض القلب.

وأظهرت النتائج أن الطفرات في واحد من هذه الجينات بمفرده يكون تأثيرها محدوداً نسبياً؛ لكن عند اجتماع طفرات في جينين معاً يصبح التأثير أكثر وضوحاً وخطورة، ما يؤكد الدور المحوري للتآثر الجيني في تطور المرض.

تجارب مختبرية تؤكد النتائج

وللتحقق من هذه النتائج أجرى الباحثون تجارب على خلايا عضلة القلب البشرية المزروعة في المختبر. واستخدموا تقنيات تعتمد على الحمض النووي الريبي لتعطيل أزواج محددة من الجينات، ثم راقبوا استجابة الخلايا. وأظهرت النتائج أن تعطيل جينين متفاعلين معاً أدى إلى تقليل تضخم الخلايا القلبية بشكل ملحوظ، وهو أحد المؤشرات الرئيسية لمرض تضخم عضلة القلب.

أهمية النتائج وآفاق المستقبل

تحمل هذه النتائج أهمية كبيرة لمستقبل علاج أمراض القلب. فمعظم العلاجات الجينية الحالية تستهدف جيناً واحداً فقط؛ لكن إذا كان المرض ناتجاً عن تفاعل شبكة كاملة من الجينات، فإن هذا النهج قد لا يكون كافياً. وأوضحت الباحثة تشيانرو وانغ، المؤلفة الرئيسية للدراسة من قسم طب القلب والأوعية الدموية بجامعة ستانفورد، أن فهم هذه التفاعلات قد يساعد في تطوير علاجات أكثر دقة وفعالية.

ورغم أن الدراسة ركَّزت على أمراض القلب، فإن نتائجها قد تمتد لتشمل أمراضاً معقدة أخرى، مثل السرطان والسكري واضطرابات الجهاز العصبي. ومع استمرار العلماء في فك رموز هذه الشبكات الجينية المعقدة، يبدو مستقبل الطب الدقيق أكثر قدرة على تقديم علاجات شاملة تستند إلى فهم أعمق لجينات الإنسان وتفاعلاتها.


بيانات رادار تكشف عن تجويف حمم بركانية تحت سطح كوكب الزهرة

تجويف كبير تحت سطح الزهرة ناتج عن تدفق حمم بركانية (رويترز)
تجويف كبير تحت سطح الزهرة ناتج عن تدفق حمم بركانية (رويترز)
TT

بيانات رادار تكشف عن تجويف حمم بركانية تحت سطح كوكب الزهرة

تجويف كبير تحت سطح الزهرة ناتج عن تدفق حمم بركانية (رويترز)
تجويف كبير تحت سطح الزهرة ناتج عن تدفق حمم بركانية (رويترز)

أشارت دراسة حديثة لبيانات رادار خاصة بكوكب الزهرة حصلت عليها مركبة الفضاء ماجلان التابعة لإدارة الطيران والفضاء (ناسا) في تسعينات القرن الماضي إلى وجود تجويف كبير تحت سطح الزهرة ناتج عن تدفق حمم بركانية. وهذه أول ظاهرة تحت السطح تُكتشف على الكوكب المجاور للأرض.

ووفقاً لـ«رويترز»، قال الباحثون إن بيانات الرادار تتوافق مع سمة جيولوجية تسمى أنبوب الحمم البركانية الموجود في بعض المواقع البركانية ‌على الأرض. وتوجد أنابيب ‌الحمم البركانية أيضاً على ‌القمر ⁠ويُعتقد أنها موجودة ‌على المريخ.

وتغطي سطح الزهرة سحب سامة كثيفة تجعل من الصعب سبر أغواره، لكن الرادار يمكنه اختراق السحب.

وافترض العلماء وجود أنابيب الحمم البركانية على كوكب الزهرة بالنظر إلى تاريخه البركاني.

وقال لورينتسو بروتسوني عالم الرادار والكواكب في جامعة ترينتو بإيطاليا والمعد الرئيسي للدراسة ⁠المنشورة اليوم في دورية «نيتشر كوميونيكيشنز» العلمية: «يمثل الانتقال من ‌النظرية إلى الملاحظة المباشرة خطوة كبيرة إلى الأمام، ويفتح الباب أمام اتجاهات جديدة للبحث، ويوفر معلومات مهمة للمهام المستقبلية التي تهدف إلى استكشاف الكوكب».

وحلل الباحثون البيانات التي تسنى الحصول عليها بواسطة رادار الفتحة التركيبية، وهو جهاز استشعار عن بعد تابع للمركبة ماجلان، بين عامي 1990 و1992 في مواقع تحمل علامات انهيارات سطحية موضعية تشير إلى وجود ⁠أنابيب حمم بركانية تحتها. واستخدموا منهج تحليل بيانات مطورة حديثاً تهدف إلى تحديد التجاويف تحت السطح مثل أنابيب الحمم البركانية.

ولم يحظ كوكب الزهرة باهتمام علمي كبير مقارنة بالمريخ، لكنّ هناك بعثتين مهمتين على وشك الانطلاق، وهما «إنفجن» التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية و«فيريتا» التابعة لناسا.

وستحمل كلتا المركبتين الفضائيتين أنظمة رادار متطورة قادرة على التقاط صور عالية الدقة. وستحمل «إنفجن» راداراً مدارياً قادراً على اختراق السطح ‌وعلى استكشاف باطن كوكب الزهرة إلى عمق عدة مئات من الأمتار.