أفكار وابتكارات ستغيّر العالم

طابعات لمنازل رخيصة وثلاجات شمسية وطائرات صديقة للبيئة

منازل مطبوعة من شركة «آيكون»
منازل مطبوعة من شركة «آيكون»
TT

أفكار وابتكارات ستغيّر العالم

منازل مطبوعة من شركة «آيكون»
منازل مطبوعة من شركة «آيكون»

فيما يلي، ستتعرّفون إلى الفائزين بجائزة الأفكار التي ستغيّر العالم، ومنها: تصميم طابعة ثلاثية الأبعاد تبني الجدران لعمارة قليلة الكلفة ستساهم في تخفيض أسعار المنازل؛ محرّك كهربائي للطائرات يقضي على الانبعاثات خلال الرحلات ويخلّص صناعة الطيران من العبء المالي الناتج عن الوقود الباهظ؛ ثلّاجة تعمل بالطاقة الشمسية تحرّر المستخدمين الذين يعيشون في المناطق النائية من واجب رحلاتهم اليومية إلى الأسواق البعيدة وتحدث تحوّلًا في اقتصادات منازلهم.

أطعمة ومنازل واتصالات
> إطعام ونقل الفقراء. «فود ريسكيو هيرو» Food Rescue Hero (بطل الإنقاذ الغذائي). أدركت شركة «فود ريسكيو هيرو» العام الماضي أنّ منصّتها التي نجحت في نقل أكثر من 5 ملايين كيلوغرام من الطعام من الحاويات إلى الأمعاء الخاوية، يمكن أنّ يتمّ توظيفها أيضًا للمساعدة في نقل الناس. اليوم، وبالإضافة إلى توصيل طعام طازج ومغذ، ستبدأ هذه المنصّة غير الربحية والتي تتخذ من بيتسبرغ مقرًا لها، بنقل أصحاب الدّخل المحدود إلى مواعيد الطبيب والعمل وحتّى إلى مراكز التصويت.
> منازل مطبوعة بالأبعاد الثلاثية. «طابعة آيكون فولكان 2 الثلاثية الأبعاد» Icon Vulcan II 3D printer. تقدّم شركة «آيكون» طابعة جديدة ثلاثية الأبعاد قادرة على بناء جدران منزل صغير خلال 24 ساعة واختزال مدّة البناء بمقدار النصف والمساعدة في تخفيض الكلفة. في وقت سابق من هذا العام، طبعت الشركة الناشئة منزلًا بالأبعاد الثلاثة داخل حي للمشرّدين بالقرب من مدينة أوستن.
خلال العمل، ضخّت الطابعة أثناء دورانها ذهابًا وإيابًا مادّة خاصّة تصنعها «آيكون» في طبقات صناعة الجدران بدل المادّة العازلة والكسوة والتركيبة المستخدمة في المنزل التقليدي، وساهمت أيضًا في تقليل كلفة اليد العاملة. (تجدر الإشارة إلى أنّ بناء الأسس والسقف والنوافذ وغيرها من أجزاء المنزل تمّ بالطريقة التقليدية). وكشف جايسون بيارد، الرئيس التنفيذي لـ«آيكون» أنّ شركته «بدأت أيضًا بتجارب أولية لإدراج الأنظمة الميكانيكية والكهربائية والسمكرية في الطابعة». ومن مزاياها:
- تستخدم الطابعة الكميّة المحدّدة من المادّة المطلوبة، أي أنّها لا تنتج مخلّفات.
- تتميّز مادّة «لافاكريت» الزهيدة التي تصنعها «آيكون» بقدرتها على الصمود في وجه كوارث الطبيعة كالأعاصير والحرائق.
- تتمتّع هذه الآلة بالمتانة الكافية للعمل في المناطق النائية. تعمل «آيكون» اليوم على مشروع بناء أوّل حي بالطباعة الثلاثية الأبعاد في العالم في ريف المكسيك.
- تتيح الطابعة فرصة تخصيص تصميم المنازل. في أوستن، طبعت «آيكون» ثلاثة منازل في وقت واحد ولكلّ واحد منها تصميم مختلف.
> «واي - فاي للجميع» من «فياسات» Viasat... يفتقر حوالى أربعة مليارات شخص حول العالم إلى الإنترنت يتركّز معظمهم في المناطق الريفية والنائية التي ترتفع فيها كلفة بناء البنى التحتية المطلوبة للاتصالات اللاسلكية. وفي مسعى منها لتغيير هذا الوضع، تستخدم شركة «فياسات» المتخصصة بخدمات النطاق العريض في مدينة كارلسباد في كاليفورنيا، نقاط واي - فاي ساخنة متصلة بقمر صناعي.
وأطلقت الشركة العام الفائت أوّل خدمة واي - فاي مجتمعية في أكثر من 3000 موقع في المكسيك، وأتاحت لـ1.8 مليون شخص التواجد على مسافة 5 أو 10 دقائق سيرًا من أقرب نقطة ساخنة. قبل ذلك، كان هؤلاء يضطرون إلى الاكتفاء بالاتصالات الهاتفية بسبب محدودية الخدمات الخلويّة رغم أنّهم يملكون هواتف ذكية حديثة. تبيع «فياسات» هذه الخدمة للمستهلكين بـ50 سنتًا لكلّ ساعة من خدمة النطاق العريض، وتتيح لهم التواصل مع الأقارب عبر تطبيق «سكايب» والتحقّق من أحوال الطقس أو القيام بواجباتهم المنزلية.

علاج قلب المواليد
> علاج قلوب الخدّج (المولودين الجدد). يعتبر جهاز «أمبلاتزر بيكّولو أوكلودر» Amplatzer Piccolo Occluder حلًا عظيمًا لمرضى صغار جدًا، حيث إنه يُستخدم لعلاج المواليد الخدّج (المبتسرين) الذين يعانون من عيب خلقي في القلب يُعرف بـ«القناة الشريانية السالكة» patent ductus arteriosus (PDA) يصيب حوالي 12000 مولود في الولايات المتحدة سنويًا. (عيب خلقي يصيب القلب عند بعض المواليد حيث تظل القناة الشريانية التي تربط بين الشريان الرئوي والشريان الأبهر مفتوحة ولا تغلق تلقائيا).
قبل الولادة، تحتوي قلوب جميع الأطفال على ثقب يسمح للدمّ بتجاوز الرئتين (اللتين لا تُستخدمان أثناء وجود الطفل في الرحم). وفي الوضع الطبيعي، يُقفل هذا الثقب فورًا بعد الولادة. ولكن في حالة تشوّه القناة الشريانية السالكة، يبقى الثقب مفتوحًا، فيعاني الأطفال الذين ولدوا مبكرًا من صعوبة في التنفس، ويواجهون أحيانًا خطر الوفاة. ويعتمد العلاج التقليدي لهذه الحالة على وضع الأطفال الذين ولدوا بوزن أقلّ من كيلوغرام واحد على أجهزة التنفس الصناعي على أمل أن يقفل الثقب وحده، ويمكن إخضاعهم لعلمية جراحية خطرة في بعض الحالات.
يقدّم «بيكّولو» الجديد والذي حاز على تصريح إدارة الغذاء والدواء الأميركية خيارًا آخر يتمثّل بجهاز صغير بحجم حبّة البازلّاء، يصل إلى القلب بواسطة قسطرة تدخل عبر شريان في رجل الطفل. وبعد وصوله إلى القلب، يبتكر الـ«أوكلودر» حاجزًا يصحّح تدفّق الدمّ بشكل آني. وصرّح وايم ستيجنك، مدير عام قسم التسويق في شركة «آبوت» أنّ «بعضًا من الأطفال الذين عولجوا بواسطة الجهاز الجديد تمّ فصلهم عن جهاز التنفس الصناعي بعد أيّام قليلة من هذا الإجراء».
وبهذا تقفل القناة الشريانية السالكة الموجودة بين القلب والرئتين لدى المولودين الجدد العاديين بشكل طبيعي. ويضيف ستيجنك أنّ «الصعوبة تكمن في ضعف الأطفال المولودين مبكّرًا ودقّة قلوبهم التي تشبه الهلام بطراوتها». ولكن إجراء «بيكّولو» غير تدخّلي، إذ يصل «بيكّولو» إلى القلب بواسطة قسطرة تدخل من فخذ الطفل، وتتحرّك عبر أنبوب بوضعية مضغوطة، ومن ثمّ يتمدّد عندما يصل إلى مكانه الصحيح. ويساوي قلب الطفل الخديج حجم حبّة بازلاء خضراء كبيرة. ولأنّ «بيكّولو» مصنوع يدويًا من مادّة «معدنية مرنة» فهو يشبه حبّة البازلّاء الخضراء حجمًا.

ثلاجة «شمسية» وطائرات كهربائية
> ثلّاجة تعمل بالطاقة الشمسية. وهي ثلّاجة «يومّا» العاملة بالطاقة الشمسية Youmma Solar Fridge. يعيش أكثر من نصف مليار شخص في أفريقيا دون كهرباء الأمر الذي يحول دون استخدامهم لثلاجة عادية. ولكنّ علامة تجارية تحمل اسم «يومّا» أطلقت ثلًاجة جديدة زهيدة تستخدم القليل من الطاقة التي يكفي لتوليدها لوحٌ شمسي واحدٌ يوضع على سطح المنزل.
ويقول أندريه مورييسين، مدير قسم المنتج في علامة «يومّا» التجارية التابعة لشركة «نيديك غلوبال أبلاينس» ومقرّها البرازيل: «أعدنا تصميم النظام بكامله لتحقيق أقصى حدّ من الفعالية والتوفير». أُطلقت الثلّاجة العاملة بالطاقة الشمسية العام الماضي في كلّ من أوغندا وكينيا، وهي اليوم تساعد العائلات التي تستخدمها في توفير ما يقارب نصف مصاريفها الأسبوعية التي كانت تنفقها على الطعام، فضلًا عن مساعدتها للنساء (اللواتي لا زلن يتحمّلن عبء الطهو وحدهنّ في معظم الدول النامية) على توفير ساعات كنّ يمضينها يوميًا في السابق في الذهاب إلى متاجر البقالة للتبضع.
> إلكترونيات قابلة للصيانة: «رايت تو ريبير» Right to Repair (الحقّ في التصليح). يتخلّص الأميركيون من أكثر من 400000 هاتف خلوي يوميًا وينتج المستهلكون في جميع أنحاء العالم أكثر من 53 مليون طنّ متري من النفايات الإلكترونية سنويًا التي تنتهي بمعظمها في مكبّات القمامة حيث تتسرّب المواد الكيميائية «الأبدية» إلى التربة والمياه. لذا تضغط حملة «رايت تو ريبير» التي تقودها مجموعات أبحاث الصالح العام، وشركة «آي فيكسيت» ومنظمة «ريبير.أورغ» على مشرّعي الولاية لتقديم قوانين لتمكين المستهلكين لتعديل أو صيانة أجهزتهم وآلاتهم (بدل التخلّص منها)، في ظلّ منع صانعي الأجهزة من تعديل المنتجات ابتداء من الهواتف الذكية إلى الجرّارات الزراعية.
طائرات كهربائية... «ماغني إكس»: في ديسمبر (كانون الأول) الماضي، حلّقت طائرة مائية صغيرة في أجواء مدينة فانكوفر في أوّل رحلة تجارية لطائرة كهربائية في العالم. شكّل هذا التحليق لخطوط «هاربور إير» الجويّة الخطوة الأولى نحو هدفها تشغيل أسطول من الطائرات الكهربائية التي لا تنتج انبعاثات كربونية.
وبالنسبة لـ«ماغني إكس»، MagniX الشركة الناشئة التي طورت نظام الدفع الكهربائي الذي يشغّل الطائرة، فقد شكّلت هذه الرحلة نقطة تحوّل، فقد واظبت الشركة خلال عقد ونيّف على الترويج لنظرية تقول إنّ كلّ رحلة بمسافة أقلّ من 1000 ميل يمكن تشغيلها بالطاقة الكهربائية وبصفر انبعاثات. وتشير التوقعات إلى أنّ الانبعاثات الكربونية ستتضاعف ثلاث مرّات بحلول عام 2050 وستستهلك ما يقارب ربع ميزانية العالم المتبقية من الكربون. وربما تكون الطائرات الكهربائية المتوفرة حالياً صغيرة في الحجم، ولكنّها قادرة على العمل في آلاف المطارات الإقليمية.
- «فاست كومباني»
خدمات «تريبيون ميديا»



إرجاء إقلاع مركبة «بوينغ» الفضائية «ستايلاينر» بسبب عطل فني

الصاروخ الفضائي «أطلس 5» (رويترز)
الصاروخ الفضائي «أطلس 5» (رويترز)
TT

إرجاء إقلاع مركبة «بوينغ» الفضائية «ستايلاينر» بسبب عطل فني

الصاروخ الفضائي «أطلس 5» (رويترز)
الصاروخ الفضائي «أطلس 5» (رويترز)

أعلنت وكالة الفضاء الأميركية (ناسا) أنّ عملية إقلاع مركبة «بوينغ» الفضائية «ستايلاينر» التي كان يفترض أن تقوم بأول رحلة مأهولة لها عبر نقل رواد فضاء إلى محطة الفضاء الدولية قد تمّ إلغاؤها، الاثنين، قبل حوالي ساعتين فقط من موعد إطلاقها، بسبب مشكلة فنية.

وقال بيل نيلسون رئيس وكالة «ناسا» في منشور على منصة «إكس»: «لقد ألغينا محاولة الإطلاق الليلة»، مضيفاً «كما قلت سابقاً، الأولوية الأولى لوكالة ناسا هي السلامة. سنذهب عندما نكون مستعدين».

من جهتها، أعلنت مجموعة «يونايتد لانش ألاينس» (يو إل إيه) المصنّعة للصاروخ الفضائي «أطلس 5» الذي كان مقرراً أن يحمل المركبة إلى المدار أنّها رصدت خللاً في أحد صمّامات الصاروخ، وفق ما ذكرته وكالة الصحافة الفرنسية.

ومن الممكن نظرياً معاودة محاولة الإقلاع، اليوم الثلاثاء، وكذلك يومي الجمعة والسبت، لكن لم يتمّ في الحال الإعلان عن أيّ موعد جديد.

وتعوّل «بوينغ» بشكل كبير على هذه المهمة الاختبارية النهائية التي ستتيح لها أن تثبت أنّ مركبتها آمنة قبل بدء عملياتها بشكل منتظم إلى محطة الفضاء الدولية، بعد أربع سنوات من تحقيق شركة «سبايس إكس» إنجازاً مماثلاً.

وكان مقرّراً أن ينطلق رائدا الفضاء الأميركيان بوتش ويلمور وسوني وليامز عند الساعة 22:34 من ليل الاثنين من كيب كانافيرال في فلوريدا (02:34 بتوقيت غرينتش الثلاثاء) داخل كبسولة «ستارلاينر».

والتحدّي كبير أيضاً بالنسبة إلى وكالة «ناسا» التي طلبت هذه المركبة قبل عشر سنوات، لأنّ توافر مركبة ثانية إلى جانب مركبة «سبايس إكس» لنقل رواد الفضاء الأميركيين هو «أمر مهم جداً»، على قول دانا ويغل، المسؤولة عن برنامج محطة الفضاء الدولية.

ويأمل القيّمون على هذه الرحلة أن يمثّل هذا الإرجاء آخر انتكاسة في مسلسل طويل بدأ في 2019 خلال أول اختبار غير مأهول، إذ يومها لم تأخذ الكبسولة مسارها الصحيح وعادت إلى الأرض قبل وصولها إلى محطة الفضاء.

وفي 2021، عندما كان الصاروخ مثبتاً على منصة الإطلاق، طرأت أعطال أعاقت عمل الصمّامات، مما تسبّب في تأجيل آخر للمهمة.

ونجحت المركبة أخيراً في الوصول فارغةً إلى محطة الفضاء الدولية في مايو (أيار) 2022.


4 خطوات للاستفادة من الذكاء الاصطناعي في صناعة الأدوية بأفريقيا

الذكاء الاصطناعي قد يساعد في تصميم الأدوية لتناسب السكان الأفارقة (منظمة الصحة العالمية)
الذكاء الاصطناعي قد يساعد في تصميم الأدوية لتناسب السكان الأفارقة (منظمة الصحة العالمية)
TT

4 خطوات للاستفادة من الذكاء الاصطناعي في صناعة الأدوية بأفريقيا

الذكاء الاصطناعي قد يساعد في تصميم الأدوية لتناسب السكان الأفارقة (منظمة الصحة العالمية)
الذكاء الاصطناعي قد يساعد في تصميم الأدوية لتناسب السكان الأفارقة (منظمة الصحة العالمية)

يمثل علم الصيدلة الجيني بداية لعصر جديد في الطب، حيث يتم اختيار الأدوية بناءً على المعلومات الجينية للأشخاص، ما يؤثر بالإيجاب في استجابتهم للعلاج والأعراض الجانبية المتوقعة.

ويمكن لتحليل الجينات الكشف عن الاختلافات الوراثية التي تؤثر على استجابة الأفراد للأدوية، ما يساعد في تحديد الجرعات المثلى واختيار العلاجات المناسبة. ويُعرف هذا النهج بالطب الشخصي أو الدقيق، ويهدف لتخصيص العلاج والوقاية من الأمراض بناءً على الخصائص الفردية لكل مريض، ما يعزز نتائج العلاج ويقلل من مخاطر الأعراض الجانبية.

وتتميز قارة أفريقيا بتنوعها الوراثي العالي، ويُتوقع أن تستضيف نحو 25 في المائة من سكان العالم بحلول عام 2050، وفقاً لتقديرات الأمم المتحدة، لكنها تعاني من نقص في الأبحاث المتعلقة بعلم الصيدلة الجيني مقارنة بالمجموعات السكانية الأوروبية.

ومن أكثر من 300 دواء معتمد من قبل إدارة الغذاء والدواء الأميركية، تمت دراسة 15 دواء فقط في مجموعات أفريقية.

الذكاء الاصطناعي وتطوير الأدوية

وسلّطت دراسة جديدة الضوء على الإمكانيات التي يمكن للذكاء الاصطناعي من خلالها إحداث ثورة في تطوير الأدوية بأفريقيا. واقترحت الدراسة المنشورة في العدد الأخير من دورية «نيتشر»، أبريل (نيسان) 2024، استخدام نماذج الذكاء الاصطناعي بوصفها أداة قوية لمعالجة هذه الفجوة.

ومن خلال تحليل البيانات الموجودة، وتحديد الاختلافات الجينية التي تؤثر على الاستجابة للأدوية، يمكن للذكاء الاصطناعي أن يساعد في تصميم الأدوية لتناسب السكان الأفارقة.

يقول الأستاذ بمركز اكتشاف وتطوير الأدوية في جامعة كيب تاون بجنوب أفريقيا، البروفسور كيلي تشيبال: «أقل من 5 في المائة من البيانات الموجودة في قواعد بيانات علم الصيدلة الجيني العالمية تأتي من أفريقيا، وهذا يعني أن أدوية كثيرة قد تكون غير فعالة أو حتى ضارة للمرضى الأفارقة».

وأضاف لـ«الشرق الأوسط»، أن أفريقيا «تضم السكان الأكثر تنوعاً وراثياً عالمياً، ومع ذلك تفتقر بشدة لأبحاث علم الصيدلة الجيني، وتؤكد دراستنا الحاجة الملحة لمبادرات تقودها القارة لسد هذه الفجوة، وتسخير قوة الذكاء الاصطناعي لتطوير علاجات دوائية أكثر فاعلية، ومصممة خصيصاً لسكان القارة الأفريقية».

ومع ذلك، حذّر تشيبال من تطبيق نماذج الذكاء الاصطناعي المطورة في أماكن أخرى من دون تعديلات، مشدداً على ضرورة أن «يقود الباحثون الأفارقة تطوير نماذج مبنية على بيانات محلية لتجنب التحيز، وضمان التوافق مع التنوع السكاني والبيئي في أفريقيا».

ولتحقيق ذلك، اقترح استخدام «التعلم النقلي» لتدريب نماذج الذكاء الاصطناعي على مجموعات بيانات أصغر مخصصة للسكان الأفارقة، ما يسرع من تطوير التطبيقات في مجال علم الصيدلة الجيني ويضمن نتائج أكثر دقة وأمانًا للسكان الأفارقة.

فوائد محتملة

وتطرق تشيبال لفوائد استخدام الذكاء الاصطناعي لتحليل المتغيرات الجينية في أفريقيا، ما يسهل التنبؤ بآثارها على استقلاب الدواء واستجابته، ويسرع تطوير العلاجات المستهدفة. وأشار إلى أن دمج عوامل مثل النظام الغذائي، وميكروبيوم الأمعاء، والأدوية المصاحبة، يمكن أن يؤثر على استقلاب الدواء في الأفارقة بشكل مختلف عن المناطق الأخرى، ما يستلزم دمج هذه العوامل في الأبحاث لتطوير الأدوية الملائمة.

على سبيل المثال، يتناول 2.5 مليون شخص مصاب بالسل في أفريقيا عقار الريفامبيسين سنوياً، ما يستدعي تعديل جرعات الأدوية الأخرى بسبب تأثيراته على استقلاب الدواء المتأثر بعوامل مثل النظام الغذائي وميكروبيوم الأمعاء.

4 خطوات

يشكل نقص التدريب والبنية التحتية في أفريقيا عائقاً كبيراً أمام تطور الذكاء الاصطناعي، حيث تظهر الدراسة أن بلدان القارة تحتل مراتب متدنية في مؤشرات جاهزية الذكاء الاصطناعي، خصوصاً في جانب استعداد الحكومات لتطبيقه في الخدمات العامة.

وأضاف الباحثون أن هذا يبرز الحاجة للاستثمار في تدريب الباحثين وبناء القدرات. ولمواجهة هذه التحديات، اقترح الباحثون 4 خطوات رئيسية هي: زيادة تدريب الباحثين الأفارقة في مجالات الذكاء الاصطناعي وعلم الصيدلة الجيني لتعزيز المعرفة المحلية، والاستمرار في جمع البيانات الوراثية والتجريبية من مجموعات متنوعة لتحديد المتغيرات الجينية الدوائية، وتطوير الأدوية الملائمة، بالإضافة إلى تطوير البنية التحتية البحثية في القارة بالتعاون بين الممولين الدوليين، والحكومات المحلية، والمراكز الأفريقية لمكافحة الأمراض والوقاية منها، وتحسين تبادل البيانات بين الباحثين والمؤسسات البحثية، وتطبيق المعايير الأخلاقية للبحث العلمي، وحماية المشاركين في التجارب السريرية.

وخلص الباحثون إلى أن الدراسة توصي بضرورة تحسين نتائج الرعاية الصحية وخفض تكاليفها في أفريقيا، مشددين على أهمية التعاون الدولي والاستثمار في تطوير قدرات أفريقيا في اكتشاف الأدوية المعتمدة على الذكاء الاصطناعي.

وعبّر الفريق عن تفاؤله بمستقبل تطوير الأدوية المعتمدة على الذكاء الاصطناعي في القارة، مؤكداً الحاجة لمعالجة الفوارق لتحقيق فوائد الطب الشخصي.

ويسهم الذكاء الاصطناعي في الطب الشخصي بتحليل البيانات الجينية والسريرية، مما يساعد في تخصيص العلاجات للأفراد بناءً على تحليل الطفرات الجينية والتنبؤ بالاستجابات الدوائية، وتخصيص الجرعات بناءً على متغيرات، مثل العمر والوزن، مما يعزز فاعلية العلاج ويقلل من المخاطر.


الصّرَع والتوحد... فكّ رموز الجين المرتبط بهما

الصّرَع والتوحد... فكّ رموز الجين المرتبط بهما
TT

الصّرَع والتوحد... فكّ رموز الجين المرتبط بهما

الصّرَع والتوحد... فكّ رموز الجين المرتبط بهما

تعد الاضطرابات المرتبطة بالجين المسمى «إس سي إن 2 إيه» (SCN2A) سبباً معروفاً لنوبات الصرع الطفولية، واضطراب طيف التوحد، والإعاقة الذهنية، بالإضافة إلى مجموعة واسعة من الإعاقات المتوسطة إلى العميقة الأخرى في الحركة والتواصل والأكل والرؤية.

دراسة جينية

ويمكن أن تختلف شدة هذه الاضطرابات بشكل كبير من شخص لآخر؛ لكن لا يُعرف سوى القليل عما يحدث على مستوى بروتين الجين الذي يسبب هذه الاختلافات.

وتلقي دراسة حديثة أجرتها عالمة الأعصاب آن بيرغ، من قسم طب الأعصاب بكلية الطب، جامعة «نورث وسترن فاينبرغ»، شيكاغو، إلينوي، الولايات المتحدة الأميركية، وزملاؤها، الضوء على كيفية تأثير التغيرات في جين «إس سي إن 2 إيه» على تطور وشدة هذه الاضطرابات. ونشرت الدراسة في مجلة «برين» (Brain) في 23 أبريل (نيسان) 2024.

وتساعد الدراسة الجديدة في تفسير كيفية تأثير التغيرات في هذا الجين على ما إذا كان الطفل سيصاب بالتوحد أو الصرع أم لا. وكذلك والسن الذي تبدأ فيه النوبات لدى المصابين بالصرع، وشدة الإعاقات الأخرى لدى الطفل.

نشاط قنوات الصوديوم

انصب البحث على فهم كيفية تأثير متغيرات الجين المختلفة على وظيفة قناة الصوديوم، وعلى تفسير النتائج من خلال تحليل البيانات السريرية ومتغيرات جين «إس سي إن 2 إيه» من أفراد 81 عائلة من جميع أنحاء العالم.

وجمع الباحثون بيانات ومعلومات سريرية مفصلة، لتحديد متغيرات الجين الخاصة بهم. وكان متوسط السن 5.4 سنة؛ حيث كانت سن أصغر مشارك شهراً واحداً، وأكبرهم سناً يبلغ 29 عاماً.

وحلل الباحثون التأثيرات الوظيفية لكل متغير من الجين أعلاه على نطاق واسع على قنوات الصوديوم، وهي بوابات صغيرة في أغشية الخلايا العصبية التي تتحكم في تدفق أيونات الصوديوم إلى الخلية، وتساعد الخلايا العصبية في الدماغ على العمل بشكل صحيح.

واعتماداً على المتغير الجيني قد تكون القناة مفرطة النشاط، أي أنها تسمح بتدفق أيونات الصوديوم بحرية أكبر، أو غير نشطة تماماً، أي أن القناة لا تعمل على الإطلاق.

وتختلف الحالة السريرية للطفل باختلاف التأثير الوظيفي على القناة؛ حيث يميل الأطفال الذين لديهم قنوات صوديوم مفرطة النشاط، إلى التعرض لنوبات صرع في الأسبوع الأول من الحياة، في حين أن أولئك الذين لديهم قنوات غير نشطة تماماً لا يعانون في كثير من الأحيان من النوبات.

كما اتبعت شدة السمات الأخرى المرتبطة بالمرض هذا التدرج مع الأشخاص ذوي الإعاقة الشديدة، أي غير القادرين على المشي والتواصل والأكل واستخدام أيديهم، وكان عمرهم أصغر عند بداية النوبة، وقنواتهم مفرطة النشاط. ومع زيادة السن عند ظهور النوبات أصبحت القنوات أقل نشاطاً، وأضحت الإعاقات العصبية الشديدة لدى الطفل أقل حدة.

نتائج تتحدى الفهم السائد

وقال المؤلف المشارك للدراسة، الدكتور ألفريد جورج، رئيس قسم الصيدلة بجامعة «نورث وسترن فاينبرغ» في شيكاغو، إن هناك فهماً سائداً بين العلماء، أن النوبات المبكرة ترتبط فقط بقنوات الصوديوم المفرطة النشاط، وأن القنوات الخاملة أو غير النشطة ترتبط بالتوحد.

وبدلاً من ذلك تسلط الدراسة الضوء على مدى تعقيد العلاقة بين متغيرات الجين «إس سي إن 2 إيه» وبداية النوبات والنتائج السريرية، مما له آثار مهمة على أساليب الطب الدقيق التي تستهدف متغيرات الجين؛ حيث قد تحتاج العلاجات إلى تصميمها بناءً على التأثير الوظيفي المحدد للمتغير.

وتلعب قنوات الصوديوم دوراً حاسماً في وظيفة الخلايا العصبية، من خلال تنظيم تدفق أيونات الصوديوم؛ حيث يمكن للمتغيرات في جين «إس سي إن 2 إيه» أن تغير وظيفة قنوات الصوديوم، مما يؤدي إلى قنوات مفرطة النشاط، أو قنوات غير نشطة، أو تغييرات أكثر تعقيداً.

والأهم من ذلك وجدت الدراسة أن التأثير الوظيفي لمتغيرات الجين على قنوات الصوديوم يرتبط بالنتائج السريرية.

وبشكل عام، توضح الدراسة أهمية فهم العواقب الوظيفية للمتغيرات الجينية في جين «إس سي إن 2 إيه» لاستراتيجيات العلاج الشخصية، كما يتضح من هذه الدراسة أمر بالغ الأهمية لتعزيز فهمنا للأمراض الوراثية النادرة، وتطوير علاجات فعالة.

طريقة جديدة لاختبار التوحد

من جهة أخرى، اكتشف فريق من علماء جامعة كاليفورنيا، في سان فرنسيسكو، بالولايات المتحدة، برئاسة كيفن بيندر، أستاذ علم الأعصاب، في البحث المنشور بمجلة «نيورون» (Neuron) في 24 فبراير (شباط) 2024 طريقة جديدة لاختبار مرض التوحد، من خلال تحليل كيفية تحرك عيون الأطفال استجابة لحركات الرأس.

ووجد الباحثون أن الأطفال الذين يحملون متغيراً من جين «إس سي إن 2 إيه» المرتبط بالتوحد الشديد، يظهرون حركة مفرطة للرأس.

وقد تم ربط المتغيرات في هذا الجين بالأشكال الحادة من مرض التوحد والصرع والإعاقة الذهنية، ومن خلال دراسة المنعكس الدهليزي العيني VOR) «Vestibulo-ocular reflex») الذي يعمل على تثبيت النظرة خلال حركات الرأس.

لاحظ الباحثون أن الأطفال الذين لديهم متغيرات هذا الجين، أظهروا استجابات منعكسة مبالغاً فيها، والمعروفة أيضاً باسم ردود الفعل المفرطة النشاط، والتي تشير إلى استجابة مبالغ فيها لردود أفعال الجسم تجاه محفز معين؛ حيث يمكن أن تشير ردود الفعل المتزايدة هذه إلى حالة طبية كامنة أو مشكلة عصبية.

ولهذا الاكتشاف آثار كبيرة على أبحاث التوحد وتشخيصه. وقام الباحثون باستخدام جهاز بسيط لتتبع العين، يستطيع الأطباء به قياس فرط حساسية المنعكس الدهليزي العيني لدى الأطفال، ما يوفر أداة تشخيصية فعالة وغير جراحية.

ويعد هذا النهج مفيداً بشكل خاص للأطفال غير اللفظيين؛ إذ يلعب التواصل غير اللفظي دوراً حاسماً في دعم الأطفال الصغار الذين قد يعانون من طرق التشخيص التقليدية، وخصوصاً أولئك الذين لا يستطيعون النطق أو الذين يعانون من صعوبات في التواصل.

وتقترح الدراسة وسيلة علاجية محتملة لمعالجة الأعراض المرتبطة بالتوحد، فقد استعاد الباحثون التعبير الجيني الطبيعي لـلجين في الفئران، باستخدام التكنولوجيا المعتمدة على «كريسبر» (CRISPR) ما أدى إلى تحسينات في المنعكس الدهليزي العيني.

وتوفر هذه النتائج الأمل لاستراتيجيات التدخل المبكر للتخفيف من أعراض التوحد.

وبشكل عام، تسلط هذه الدراسة الضوء على أهمية التعاون متعدد التخصصات بين علم الأعصاب وعلم الوراثة والبحوث السريرية، في تعزيز فهمنا، وعلاج اضطرابات طيف التوحد. تغيرات في جين «إس سي إن 2 إيه» تؤثر على تطور وشدة عدد متنوع من الاضطرابات

 


عدسات لاصقة ذكية تزود بطاقة رمشات العين

عدسات لاصقة ذكية تزود بطاقة رمشات العين
TT

عدسات لاصقة ذكية تزود بطاقة رمشات العين

عدسات لاصقة ذكية تزود بطاقة رمشات العين

اختبرت مجموعة من الباحثين الأميركيين نظام طاقة لعدسات لاصقة وضعت على عين زائفة.

عدسات ذكية

الواضح أن العدسات اللاصقة الذكية تحمل في طياتها إمكانات استخدام مهمة ومتنوعة. إذ ومثلاً، بمقدورك بمجرد وضع عدسة على عينك مراقبة المؤشرات الصحية المختلفة مثل مستويات الغلوكوز، وتلقي جرعات مستهدفة من الأدوية الخاصة بأمراض العين، وكذلك الاستمتاع بتجربة الواقع المعزز، علاوة على قراءة تحديثات الأخبار عبر مطالعة عرض المعلومات حرفياً على وجهك.

ومع ذلك، تشكل العين تحدياً كبيراً أمام جهود تصميم الإلكترونيات؛ وذلك لكونها واحدة من أعلى مناطق النسيج البشري من حيث كثافة الأعصاب. وتشير التقديرات إلى أن حساسية القرنية تزيد بمقدار 300 إلى 600 مرة عن حساسية البشرة.

ورغم نجاح الباحثين في تطوير شرائح صغيرة ومرنة، اتسمت مسألة بناء مصادر لتجهيز الطاقة للعدسات اللاصقة بصعوبة أكبر، خاصة أنه من الواضح أن البطاريات والأسلاك الكبيرة لن يمكنها العمل هنا.

وفي هذا الإطار، توفر التطبيقات المتاحة حالياً حلولاً أقل من مثالية، مثل الشحن طوال الليل، بجانب تصميمات أخرى تعتمد على نوع ما من البطاريات الخارجية.

وحدة توليد هجينة للطاقة

وحديثاً، أعلن فريق من جامعة يوتا أنهم طوروا حلاً أفضل: وحدة توليد طاقة هجينة شاملة مصممة خصيصاً للأجهزة التكنولوجية المعتمدة على العين.

في ورقة بحثية نشرتها دورية «سمول» في 13 مارس (آذار) الماضي، وصف الباحثون كيف نجحوا في بناء هذه الوحدة، عبر الجمع بين خلية شمسية من السليكون المرن وجهاز جديد يحول الدموع إلى طاقة. ويمكن لهذا النظام توفير ما يكفي من الكهرباء لتشغيل العدسات اللاصقة الذكية والأجهزة الأخرى المرتبطة بالعين.

ويعد هذا خطوة كبرى نحو الأمام مقارنة بنقل الطاقة لاسلكياً من بطاريات منفصلة، حسبما ذكر عرفان بورشابان، الذي عمل على هذا النظام عندما كان طالباً للدكتوراه في جامعة يوتا.

ونقل موقع مجلة «المهندسين الكهربائيين» الأميركية عن بورشابان، الذي يعمل حالياً مهندساً لدى شركة «تكساس إنسترومنتس»: «تتضمن معظم الأبحاث الحالية نقلاً لاسلكياً للطاقة باستخدام هوائي واحد على العدسة، وآخر في جهاز يمكن أن يكون على بعد نحو سنتيمتر واحد فقط، وهي فجوة صغيرة للغاية. ويجب أن يكون في خط رؤيتك تماماً، وهو أمر غير عملي. لقد شعرنا بأنه إذا لم يتمكن المرء حقاً من ارتداء مثل هذه الأجهزة، فإن روعة تكنولوجيا العدسات اللاصقة الذكية لن تكون ذات قيمة. لذا قررنا أنه علينا بناء وحدة قادرة على النهوض بمفردها».

خلايا كهروضوئية وبطاريات هوائية معدنية

لإنشاء حزمة الطاقة، قام بورشابان وزملاؤه بتصنيع قطع خاصة. وتمثلت الخطوة الأولى في بناء خلايا شمسية سليكونية مرنة ومصغرة يمكنها التقاط الضوء من الشمس، وكذلك من المصادر الاصطناعية مثل المصابيح. ووصل الفريق 8 خلايا بلورية صلبة صغيرة (1.5 × 1.5 × 0.1 ملم) وتغليفها في بوليمر لبناء نظام كهروضوئي مرن.

أما النصف الثاني، فعبارة عن نظام يجري تنشيطه بطرفة العين، ويعمل مثل بطارية الهواء المعدنية. وتعمل الدموع الطبيعية في عين من يرتدي هذه الوحدة - تحديداً الإلكتروليتات الموجودة فيها – بمثابة وقود حيوي لتوليد الطاقة.

وتجري عملية توليد الطاقة حرفياً في غمضة عين: عندما تكون العين مفتوحة تماماً، يتوقف توليد الطاقة. بعد ذلك، عندما تبدأ العين في الرمش، تلتقي إلكتروليتات في الدموع مع أنود المغنيسيوم، ما يسبب تفاعل أكسدة وتوليد الإلكترونات. وفي نهاية المطاف، تتلامس إلكتروليتات الدموع مع كل من الأنود (القطب الموجب) والكاثود (القطب السالب) البلاتيني، ما يولد المزيد من الطاقة عبر مزيد من الأكسدة على سطح الأنود، وتقليل الأكسجين على سطح الكاثود. ويجري الحفاظ على الأقطاب الكهربائية من التلوث عن طريق حركة الجفن والتحديث المستمر للدموع.

ويجتمع «النصفان» المرتبطان بعملية توليد الطاقة هذه معاً عبر دائرة إدارة الطاقة مع مكثف فائق مدمج بقدرة 11 مل يفاراد - الذي يحول الجهد الكهربائي إلى تيار مستمر ويعززه. وفي النهاية، يوفر نحو 150 ميكروواط من الطاقة عند فرق جهد 3.3 فولت ثابت – من دون الحاجة إلى هوائيات أو حزمة بطارية خارجية أو علبة شحن خاصة.

في هذا الصدد، علق وي غاو، خبير أجهزة الاستشعار الحيوية والأستاذ المساعد بمجال الهندسة الطبية في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا، الذي لم يشارك في البحث، بقوله إن هذا النظام يشكل «تطوراً مثيراً في مجال العدسات اللاصقة الذكية». وأوضح أن الإمكانات الواعدة لهذه العدسات تعطلت من قبل بسبب «العقبة الرئيسية المتمثلة في حاجتها إلى مصدر طاقة مستدام».

وعبر عن اعتقاده بأن حزمة الطاقة الجديدة «سهلة الاستخدام»، علاوة على أنها «نهج مبتكر ثنائي الوضع» يستفيد من وضعين لجمع الطاقة، بحيث تستمر في توليد الطاقة، سواء كانت العيون مفتوحة أو مغلقة.

وأضاف غاو: «إن إنتاج الطاقة الموثوق به من هذا الجهاز يمكن أن يغذي مجموعة واسعة من التطبيقات، بما في ذلك أجهزة الاستشعار الحيوية القابلة للارتداء وأنظمة توصيل الدواء المستجيبة كهربائياً، مباشرة داخل بيئة العين».

رصد الغلوكوما وتطبيقات أخرى

أبدى بورشابان اتفاقه مع رأي غاو، مضيفاً أن هناك تطبيقات استهلاكية واضحة، مثل العدسات التي تعرض للعدائين معدل ضربات القلب والوتيرة وحرق السعرات الحرارية أثناء التمرين. وكذلك يمكن لتجار التجزئة الحصول على رؤى قيمة من عمليات تتبع كيفية مسح المتسوق الرفوف واختيار العناصر. وأوضح أن إمكانات التسويق وراء الابتكار الجديد ضخمة ومتنوعة.

ومع ذلك، يبدي بورشابان الحماس الأكبر تجاه الاستخدامات المحتملة في مراقبة صحة العين، بدءاً من الحالات غير المعتادة مثل طول النظر الشيخوخي - طول النظر المرتبط بالتقدم في العمر الذي يمكن أن يبدأ في منتصف الأربعينيات - إلى الأمراض الأكثر تعقيداً بما في ذلك الغلوكوما.

وشرح بورشابان أن الغلوكوما (الماء الأسود أو الأزرق) تعرف بأنها «سارق البصر الصامت». وقال: «لا يوجد في هذه الحالة المرضية ألم، وقد لا يكون هناك شيء تلاحظه، وفجأة إذا أصبح ضغط العين أكثر من اللازم بين زياراتك المتباعدة لطبيب العيون، فقد تفقد الرؤية بشكل لا رجعة فيه. إذا تمكنا من الكشف في الوقت الحقيقي عن العلامات التحذيرية لهذه الحالات وغيرها - والتدخل بسرعة - فيمكن أن يغير ذلك مسار حياة الشخص تماماً».


روسيا تطوّر محركات أقمار صناعية متناهية الصغر !

روسيا تطوّر محركات أقمار صناعية متناهية الصغر !
TT

روسيا تطوّر محركات أقمار صناعية متناهية الصغر !

روسيا تطوّر محركات أقمار صناعية متناهية الصغر !

أفاد مكتب براءة الاختراع الروسي بأنه منح أخصائيين بجامعة ريازان اللاسلكية التقنية براءة اختراع لتطويرهم محركات لاستخدامها في الأقمار الصناعية متناهية الصغر.

ومنح المكتب براءة اختراع هذا العام تخص محركات أقمار صناعية متناهيىة الصغر من طراز «بيكو» بوزن يتراوح بين 100 غرام وكيلوغرام واحد، وطراز «فيمتو» بوزن يقل عن 100 غرام، وطراز «أدو» بوزن يقل عن 10 غرامات. وذلك وفق ما نقلت وكالة أنباء «تاس» الروسية، نقلا عن صحيفة «إزفيستيا» المحلية.

وبحسب الصحيفة، فإن الأقمار الصناعية يمكن أن تطلق إلى مدار الأرض ضمن سحابة من الأجهزة الفضائية، وقد تشكل هياكل مختلفة، بما في ذلك شبكات خاصة باصطياد الجسيمات الفضائية أو هوائيات شبكية تستقبل وترسل إشارات.

ومن أجل المزيد من التوضيح، قال المهندس الرائد بجامعة ريازان فلاديمير لينكوف «اعتدنا على أقمار كوبسايت الصناعية بوزن حتى 10 كيلوغرامات، لكن التقنيات الفضائية تتقدم وتتطلب أجهزة أعقد وأصغر حجما لتنفيذ بعض المهام الفضائية. أما اختراعنا فسيمكّن الأجهزة الفضائية من القيام بمناورات بدقة فائقة». مضيفا «ان المحركات الجديدة عبارة عن مصفوفة تتكون من خلايا متناهية الصغر تتوزع في كل منها بضع شحنات من الوقود الصلب. ويمكن مقارنة تلك التراكيب ببكسلات على شاشة جهاز الكمبيوتر وهي تضيء مع تلقي إشارة من جهاز التحكم. وفي نتيجة ذلك تتشكل صورة من كثرة البكسلات، شأنها شأن مجموعة من المحركات في المصفوفة، حيث يتم تشغيل الشحنات بمختلف أقسام القمر الصناعي لتحدد اتجاه حركته، وبذلك تتحقق فكرة المحركات الرقمية النفاثة المتناهية الصغر». كاشفا أنه «تم تطوير نماذج من تلك المحركات. وسيتم في المستقبل اختبارها وإدخال تعديلات في تصميمها لتستخدم بمختلف البرامج الفضائية».


اكتشاف ماض شبيه بالأرض على المريخ !

اكتشاف ماض شبيه بالأرض على المريخ !
TT

اكتشاف ماض شبيه بالأرض على المريخ !

اكتشاف ماض شبيه بالأرض على المريخ !

كشفت عينات صخور بقاع بحيرة قديمة وجافة منذ فترة طويلة على سطح المريخ، فحصتها مركبة

«كيوريوسيتي» التابعة لوكالة الفضاء الأميركية (ناسا)، عن ظروف يحتمل أن تكون صالحة للسكن منذ مليارات السنين.

فقد عثر فريق من العلماء باستخدام أداة ChemCam الموجودة على متن كيوريوسيتي، على كميات أعلى من المعتاد من أكسيد المنغنيز في صخور قاع بحيرة «فوهة غيل» على الكوكب الأحمر، وهو معدن يوجد عادة في البحيرات على الأرض بسبب ظروف الأكسدة العالية فيها، والتي تتسبب في تكوين بلورات المنغنيز في وجود الأكسجين.

ويشير اكتشاف المنغنيز بكميات كبيرة إلى أن الرواسب تشكلت في نهر أو دلتا أو بالقرب من شاطئ بحيرة قديمة، ما يعني أن ظروفا مماثلة للأرض ربما استمرت في «فوهة غيل»، عندما كانت مملوءة بالمياه في عصور ماضية.

ومن أجل المزيد من التوضيح، قال باتريك غاسدا عالم الكيمياء الجيولوجية وأحد أعضاء مجموعة علوم وتطبيقات الفضاء بمختبر لوس ألاموس الوطني «من الصعب أن يتشكل أكسيد المنغنيز على سطح المريخ، لذلك لم نتوقع العثور عليه بمثل هذه التركيزات العالية في رواسب الشاطئ». مضيفا «على الأرض، تحدث هذه الأنواع من الرواسب طوال الوقت بسبب ارتفاع نسبة الأكسجين في الغلاف الجوي لدينا والتي تنتجها حياة التمثيل الضوئي، ومن الميكروبات التي تساعد على تحفيز تفاعلات أكسدة المنغنيز. وعلى المريخ، ليس لدينا دليل على وجود حياة، وأن آلية إنتاج الأكسجين في الغلاف الجوي القديم للمريخ غير واضحة، لذا فكيفية تشكل أكسيد المنغنيز وتركيزه هنا أمر محير حقا. ولهذا تشير هذه النتائج إلى عمليات أكبر تحدث في المريخ». مؤكدا «أن الغلاف الجوي أو المياه السطحية تظهر أنه يجب القيام بالمزيد من العمل لفهم الأكسدة على المريخ». وذلك وفق ما نقل موقع «ساينس إليرت» العلمي.

وأجرى غاسدا وزملاؤه دراسة للمنغنيز، كما تم تحليله بواسطة أداة ChemCam من كيوريوسيتي التي تم تطويرها بمختبر لوس ألاموس ووكالة الفضاء الفرنسية (CNES)، والتي تستخدم الليزر لتبخير المعادن ثم تحلل الضوء لتحديد تركيبها. وبعد ذلك، استكشف العلماء آليات مختلفة لترسيب المنغنيز ببحيرة «فوهة غيل»

ويشار إلى أن الصخور الرسوبية التي استكشفتها المركبة هي مزيج من الرمال والطمي والطين. حيث تتميز الصخور الرملية بأنها أكثر مسامية، ويمكن للمياه الجوفية أن تمر بسهولة عبر الرمال مقارنة بالطين الذي يشكل معظم صخور قاع بحيرة «فوهة غيل».

وخلص الفريق إلى أن السيناريو الأكثر ترجيحا هو ترسيب أكاسيد المنغنيز على طول شاطئ البحيرة في وجود غلاف جوي غني بالأكسجين. قائلا «إن هذا دليل إضافي على وجود بيئة بحيرة طويلة العمر وصالحة للسكن بفوهة غيل القديمة على المريخ، حيث يمكن أن يستغرق تكوين أكسيد المنغنيز آلاف السنين، اعتمادا على مستويات الأكسجين». لكن، مع ذلك، فإن السؤال من أين جاء هذا الأكسجين ما يزال دون إجابة، على الرغم من أنه من الممكن أن تكون تأثيرات النيازك في وقت مبكر من تاريخ المريخ قد أطلقت الأكسجين من رواسب الجليد السطحية. كما انه ربما تكون الأكسدة بوساطة الميكروبات قد تركت بصمات حيوية ومواد عضوية في الصخور الحاملة للمنغنيز.

من جانبها، تقول نينا لانزا الباحثة الرئيسية بفريق أداة ChemCam «إن بيئة بحيرة فوهة غيل، كما كشفت عنها هذه الصخور القديمة، تمنحنا نافذة على بيئة صالحة للسكن تبدو مشابهة بشكل مدهش لأماكن على الأرض اليوم». مؤكدة ان «معادن المنغنيز شائعة في المياه الضحلة المؤكسدة الموجودة على شواطئ البحيرات على الأرض. إلّا انه من الرائع العثور على مثل هذه الميزات على المريخ».


عالم: التوهّج الشمسي الأخير كان قريبا من المستوى الأعلى !

عالم: التوهّج الشمسي الأخير كان قريبا من المستوى الأعلى !
TT

عالم: التوهّج الشمسي الأخير كان قريبا من المستوى الأعلى !

عالم: التوهّج الشمسي الأخير كان قريبا من المستوى الأعلى !

كشف مدير مختبر علم الفلك الشمسي بمعهد العلوم الفلكية الروسي الدكتور سيرغي بوغاتشيوف، أن التوهج الشمسي الأخير كان قريبا من المستوى الأعلى، لكن موقعه لن يسمح بوصول المادة الشمسية إلى الأرض. موضحا انه «رصد توهج شمسي كبير إلى حد ما، إلا أنه لم يصل إلى أعلى الدرجات، ولكنه كان قريبا جدا منها. وحدث هذا التوهج عند حافة الشمس (على الطرف الغربي)، حيث ستكون تأثيراته على الأرض محدودة جدا؛ فلكي يؤثر التوهج الشمسي الذي يحدث في هذا الموقع على الأرض يجب أن تكون قوته استثنائية.إضافة إلى ذلك، استنادا إلى المعطيات المتوفرة، لم تقذف المادة الشمسية بعد التوهج باتجاه الأرض. لذلك يعتبر خبراء المختبر أن تأثيره أقل من 10 في المئة». مشيرا الى انه «لا نتوقع أي عواقب ناجمة عن هذا التوهج». وذلك وفق ما ذكرت وكالة أنباء «نوفوستي» الروسية.


فريق علمي بريطاني يعيد تكوين رأس امرأة من عصر «النياندرتال»

تعود الجمجمة إلى امرأة كان عمرها نحو 40 عاماً وقت وفاتها (أ.ف.ب)
تعود الجمجمة إلى امرأة كان عمرها نحو 40 عاماً وقت وفاتها (أ.ف.ب)
TT

فريق علمي بريطاني يعيد تكوين رأس امرأة من عصر «النياندرتال»

تعود الجمجمة إلى امرأة كان عمرها نحو 40 عاماً وقت وفاتها (أ.ف.ب)
تعود الجمجمة إلى امرأة كان عمرها نحو 40 عاماً وقت وفاتها (أ.ف.ب)

تمكّنَ باحثون بريطانيون من إعادة تكوين رأس ووجه امرأة من عصر البشر البدائيين (نياندرتال) عاشت قبل نحو 75 ألف عام.

وبحسب وكالة الصحافة الفرنسية، يروي شريط وثائقي بعنوان «أسرار إنسان نياندرتال»، أنتجته «بي بي سي»، ونشر الخميس على منصة البثّ التدفقي «نتفليكس»، قصة هذا العمل العلمي، بدءاً من اكتشاف جمجمة في كردستان العراق، وصولاً إلى عملية إعادة التكوين هذه.

وكانت نقطة الانطلاق عام 2018، عندما اكتشف علماء آثار من جامعة كامبريدج جمجمة لإنسان نياندرتال، أطلقوا عليها اسم شانيدار زد، على اسم الكهف الذي عثروا عليها فيه، والذي لم يكن متاحاً للعلماء طوال 50 عاماً لأسباب سياسية.

واستنتج الباحثون استناداً إلى معاينة الجمجمة أنها تعود إلى امرأة، كان عمرها نحو 40 عاماً وقت وفاتها.

وسبق أن نجح عالم الآثار الأميركي رالف سوليكي عام 1960 في استخراج الجزء السفلي من الهيكل العظمي مع رفات ما لا يقل عن 10 من النياندرتال.

وكان اكتشاف جمجمة شانيدار زد، التي سُويت بالأرض بسبب سقوط حجر عليها على الأرجح بعد وقت قصير من وفاتها، مفاجأة حقيقية للباحثين.

وقال البروفيسور غرايم باركر، من معهد «ماكدونالد» للأبحاث الأثرية في كامبريدج، لوكالة الصحافة الفرنسية: «أردنا أن نحاول تأريخ المدافن... من أجل استخدام موقع شانيدار للمساهمة في الجدل الكبير حول أسباب انقراض إنسان نياندرتال»، الذي تعايش مع الإنسان العاقل بضعة آلاف من السنين، ثم انقرض قبل نحو 40 ألف سنة.

وأوضحت عالمة الأنثروبولوجيا القديمة في جامعة كامبريدج، إيمّا بوميروي، أن العظام والرواسب المحيطة بها ثبّتت في الموقع بنوع من الغراء، قبل أن تتسنى إزالتها على شكل عدد كبير من القطع الصغيرة المغلفة برقائق الألمنيوم.

وجرى بعد ذلك تجميع أكثر من 200 شظية من الجمجمة في مختبر كامبريدج، على طريقة تركيب «لعبة صور مجزّأة ثلاثية البُعد قيّمة جداً»، على قول إيمّا بوميروي.

وبعد إعادة تكوين الجمجمة، طُبِعَت بتقنية ثلاثية البُعد، ما أتاح لاثنين من فناني المتحجرات المشهورين، هما الهولنديان التوأمان أدري وألفونس كينيس، إعادة تكوين وجهها من خلال تطبيق طبقات من الجلد والعضلات المعاد تكوينها.

وأوضحت إيمّا بوميروي أن الوجه الذي أعيد تكوينه بهذه الطريقة يُظهر أن «الاختلافات لم تكن واضحة جداً» مع وجوه البشر، علماً أن جماجم إنسان نياندرتال مختلفة تماماً عن جماجم البشر، إذ تتميز «بحوافّ جبين ضخمة وعدم وجود ذقن تقريباً».


باحثون يكتشفون آليات تحسّن فهم تشكّل الجنين البشري في أولى مراحله

تهدف هذه الدراسة إلى تحسين فهم كيفية بناء الكائن البشري (رويترز)
تهدف هذه الدراسة إلى تحسين فهم كيفية بناء الكائن البشري (رويترز)
TT

باحثون يكتشفون آليات تحسّن فهم تشكّل الجنين البشري في أولى مراحله

تهدف هذه الدراسة إلى تحسين فهم كيفية بناء الكائن البشري (رويترز)
تهدف هذه الدراسة إلى تحسين فهم كيفية بناء الكائن البشري (رويترز)

توصّل عدد من الباحثين أخيراً إلى اكتشاف الآليات التي تتيح لخلايا الإنسان الأولى تشكيل جنين، مما يوفر معطيات جديدة عن المراحل الأولى من حياة الكائن البشري.

هذه الدراسة التي نشرت نتائجها، الأربعاء، مجلة «نيتشر» العلمية، هي «الأولى حول ميكانيكية تشكل الجنين البشري».

ووفق «وكالة الصحافة الفرنسية»، تقول الدراسة إنه في البداية، بعد أيام قليلة من الإخصاب، يكون الالتقاء بين الحيوان المنوي من الرجل والبويضة لدى المرأة قد أدى إلى ظهور خلية جذعية انقسمت إلى نحو عشر خلايا أخرى.

ثم تأتي اللحظة التي تتقارب فيها هذه الخلايا، وتتكتّل لتكوّن كلاً واحداً، فيتشكّل عندها الجنين في مرحلته الأولى.

عندها فقط تتمايز الخلايا لتكشف تدريجياً عن الأعضاء، فيتكوّن بعدها شيئاً فشيئاً الشكل البشري.

لذلك فإن هذه الخطوة الأولى، والتي تسمى بالإنجليزية compaction «الضغط»، تُعد بالغة الأهمية. وهذا هو موضوع الدراسة التي أجرتها بشكل رئيسي الباحثة جولي فيرمان، وشارك فيها المركز الوطني للأبحاث العلمية في فرنسا، والمعهد الوطني للصحة والبحث الطبي «إنسيرم» ومعهد كوري.

وتثير استنتاجاتها تساؤلات حول الطريقة التي نظر من خلالها البشر إلى آليات تشكّل الجنين، خلال العقود الماضية.

وكان يُعتقد أن الآلية الرئيسية تتمثل في التصاق الخلايا ببعضها البعض، عن طريق التصاق جدرانها.

لكنّ هذه الدراسة خلصت إلى أن هذا العامل بؤدي دوراً ثانوياً فقط، في حين يتمثل الأهمّ في قدرة كل خلية على الانقباض، وهي الآلية التي من خلالها تتجه نحو بعضها البعض.

ويقول الباحث جان ليون ميتر، الذي قاد الدراسة، لـ«وكالة الصحافة الفرنسية»: «عليك أن تتخيل مجموعة من الأشخاص يمسكون أيديهم» ثم تنغلق تدريجياً.

وللتوصل إلى هذا الاستنتاج، فحص الباحثون خلايا أجنّة عدة غير مستخدمة أثناء التخصيب في المختبر، ومجمّدة في مراحل مختلفة بين ثلاثة وخمسة أيام.

وكلما تقدمت المرحلة، أصبحت خلاياهم أكثر قدرة على الانقباض، ولم يحدث أي تغيير بالنسبة لدرجة التصاق جدران الخلايا، إذ بقي ذلك ثابتاً.

وخلص الباحثون إلى أن الآلية الأولى، لا الثانية، هي التي تؤدي دوراً مركزياً في تقارب الخلايا وتكوين الجنين.

تقدم كبير

يشدد ميتر على أن «ما يجعل الخلايا تلتصق ببعضها البعض ليس كمية المواد المسببة للالتصاق، بل جهود الانقباض هذه». ويقول: «الأمر ليس مفاجئاً على الإطلاق».

وعلى مدار الأعوام العشرين الماضية، أظهرت الدراسات تباعاً آليات مماثلة لدى الذباب، ثم لدى ثدييات مثل الفئران.

لكن إذا كانت كل هذه الحيوانات تتشارك مع البشر في غلبة آلية الانقباض، فإن التفاصيل تختلف، فعلى سبيل المثال، فإن هذه الآلية لا تتوزع بالطريقة نفسها داخل الخلية.

ومن ثم فإن الدراسة، التي نُشرت نتائجها، الأربعاء، تتيح فهم الجنين البشري بشكل أفضل، دون توقّع نتائج ملموسة على الفور.

ويمكن بالطبع أن نتخيل أنه، في يوم من الأيام، وبفضل هذه المعرفة، سيجري تسهيل تكوين الأجنة المخصصة للتخصيب في المختبر.

ولكن حالياً، في كل الأحوال، يجري اختيار زرع الأجنة التي اجتازت هذه المرحلة الأولية بنجاح.

وفيما تمثّل هذه الدراسة تقدماً كبيراً، فهي قبل كل شيء تتعلق بمعرفة مراحل التكوين الأولى للحياة البشرية، وهو مجالُ بحث اكتسب زخماً في السنوات الأخيرة.

ويمكن أيضاً إدراج عمليات التصنيع الحديثة في المختبر، من فِرق بحثية عدة، لهياكل قريبة من الجنين.

ويُشار أحياناً إلى هذه الهياكل باسم «الأجنة الاصطناعية»، حتى لو كان هذا المصطلح مثيراً للجدل. ومن شأنها أن تتيح دراسة كيفية تمايز الخلايا، ثم الأعضاء، خلال الأسابيع الأولى من الحمل.

وعلى غرار هذه الأعمال، تهدف هذه الدراسة الجديدة أولاً إلى تحسين فهم كيفية بناء الكائن البشري، وما الذي يجعله أقرب إلى الحيوانات الأخرى وما يميزه.

كما يعد العمل الجديد «باكتشاف كيف تستخدم الطبيعة قوانين الفيزياء لإنتاج كثير من أشكال الحياة، بتنوعها المذهل».


الذكاء الاصطناعي والتعليم... حقائق يحجبها التهويل الإعلامي

الذكاء الاصطناعي والتعليم... حقائق يحجبها التهويل الإعلامي
TT

الذكاء الاصطناعي والتعليم... حقائق يحجبها التهويل الإعلامي

الذكاء الاصطناعي والتعليم... حقائق يحجبها التهويل الإعلامي

منذ الإصدار العام لمنصات الذكاء الاصطناعي التوليدي مثل «تشات جي بي تي» ChatGPT، و«جيمناي» Gemini، وعدد آخر لا يُحصى من النماذج الأخرى قبل أقل من عام، احتدم النقاش بين المعلمين حول قدرتها على تحويل التعلم وقلب معايير التدريس التقليدية.

إلهاب خيال الطلاب

وفي عرض تحليلي كتب ناثان شولتز، المدير التنفيذي في شركة «تشيغ انك» Chegg Inc في مجلة «فاست كومباني»، يقول إن قدرة الذكاء الاصطناعي التوليدي (ذ ا ت) على إنشاء المعلومات وتوليد الأفكار وتعزيز المعرفة بحرية وبشكل فوري - على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع - قد استحوذت على خيال الطلاب في جميع أنحاء العالم. ولم يكن هذا بالأمر المفاجئ.

وقد أظهرت دراسة حديثة أن ما يقرب من نصف طلاب الجامعات (49 في المائة) يستخدمون أدوات الكتابة الذكية للأغراض العامة مثل «جي بي تي». ومع ذلك، على الرغم من تحول الطلاب بشكل متزايد إلى تلك الأدوات، فإنهم يظلون متخوفين عندما يتعلّق الأمر باستخدامها في التعلم.

تخوف وعدم ثقة بالأفكار المولّدة

أظهر استطلاع عالمي حديث للطلاب أن 4 في المائة فقط من الطلاب الأميركيين قالوا إنهم يلجأون إلى أدوات (ذ ا ت) أولاً عندما يتعثرون في مفهوم أو مهمة ما. ويكمن أحد أسباب ذلك في عدم ثقة الطلاب بدقة المعلومات التي توفرها هذه الأدوات ونماذج اللغة الكبيرة التي تستخدمها. وما يثير القلق أن الاستطلاع العالمي للطلاب يُظهر أيضاً أن من بين 40 في المائة من الطلاب الجامعيين في جميع أنحاء العالم الذين استخدموا (ذ ا ت) في دراساتهم، يشعر 47 في المائة بالقلق بشأن تلقي معلومات غير دقيقة أو غير صحيحة.

تكنولوجيا ذكية تتخصص بموضوع محدد

إن بيئة التعليم تتطلب من الذكاء الاصطناعي نهجاً أكثر تركيزاً. يجب أن تتمثل الأولوية القصوى في إنشاء نظم موجهة لدراسة موضوع محدد خصيصاً، أي أدوات مدربة على المحتوى التعليمي لذلك الموضوع ومجموعات البيانات الكبيرة لتفاعلات الطلاب الفعلية معه. ويتم بعد ذلك ضبط تلك الأدوات الذكية بواسطة خبراء بشريين في ذلك الموضوع لضمان دقة جودة الإجابات.

ويرتبط هذا بطلب الطلاب، حيث يقول 59 في المائة من الطلاب الأميركيين إنهم يرغبون في رؤية أدوات (ذ ا ت) تتضمن الخبرة البشرية في توليد الإجابات. وبهذه الطريقة، يمكن تعميم الذكاء الاصطناعي في التعليم، وتقديم ما يتوقعه الطلاب ويستحقونه، أي مستوى من الدقة والتخصيص يساعدهم على تحقيق إتقان المواد عبر تنسيقات مختلفة.

تحديات الدراسات العلمية والمحاسبة

ويتجلى هذا التحدي بشكل خاص في مجالات العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات (STEM) ومواضيع الأعمال الكمية مثل التمويل والمحاسبة والاقتصاد.

في هذه المجالات، تكون نقاط القوة في توليد النص في «ذ ا ت» أقل فائدة، نظراً لوجود مساحة أقل للتفسيرات المتعددة ووجهات النظر الشخصية. وهنا تكون مسيرة الطلاب التعليمية الحقيقية دائماً فريدة من نوعها. وبالتالي، يجب أن تتطلع أدوات «ذ ا ت» التي تركز على التعليم أيضاً إلى تقديم محادثات حقيقية في اتجاهين تتحدى الطلاب من خلال اختبارات وتوصيات مصممة خصيصاً لاختبار فهمهم، والتعمق في المفاهيم لسد فجوات المعرفة الشخصية لديهم.

كما يعد دمج «الهندسة السريعة» طريقة أخرى لتعزيز التفسيرات المقدمة مع السياق المطلوب. فهنا يجب أن توجه أدوات «ذ ا ت» الطلاب إلى طرح المزيد من الأسئلة ذات الصلة منذ البداية. ففي الرياضيات، على سبيل المثال، فإن مجرد تقديم تلك الأدوات لإجابة ما دون ربطها بالمبادئ الأساسية ليس له قيمة تذكر.

التعلم الفردي يؤدي إلى التعلم المستقل

يتمتع الذكاء الاصطناعي أيضاً بالقدرة على استخدام تحليلات التعلم لإظهار كيفية تعلم كل طالب. ويمكن له أن يُعلمهم ما إذا كانوا يتعلمون في الأوقات المثالية من اليوم، وما إذا كانوا بحاجة إلى ممارسة المزيد من التدريب بدلاً من القراءة، أو إذا كانوا بحاجة إلى بناء مرونة التعلم للمضي قدماً وفهم المفاهيم الصعبة.

كما أنه يحمل إمكانية السماح للطلاب بمعرفة الوسائط التي تناسبهم بشكل أفضل، مثل النص أو الصوت أو الفيديو.

يجب أن يكون الهدف هو ترحيل الطلاب من تلقي المساعدة والتوجيه إلى التعلم المستقل المنظم ذاتياً، مع التحرر التدريجي من المسؤولية حتى يتمكن كل طالب من إتقان فن التعلم.

تجربة تعليمية شخصية

الهدف النهائي بطبيعة الحال هو الوصول إلى تجربة تعليمية شخصية تتناسب مع القدرات الفردية لكل طالب، واهتماماته، وأهدافه طويلة المدى. ولم تكن الحاجة إلى هذا النوع من الدعم أكبر من أي وقت مضى.

في عام 2021، لم يلتحق بالجامعات 62 في المائة من الأشخاص الذين تتراوح أعمارهم بين 18 و24 عاماً. ومن بين أولئك الذين التحقوا، 33 في المائة لم يتخرجوا فيها قط. ويتعرض طلاب اليوم أيضاً لضغوط هائلة؛ في عام 2018، كانت هناك نسبة 43 في المائة من الطلاب بدوام كامل و81 في المائة من الطلاب بدوام جزئي يعملون أثناء الدراسة، في حين أن 22 في المائة من جميع الطلاب الجامعيين هم أيضاً آباء - وهو ما قد يفسّر سبب استخدام 7 في المائة من جميع الطلاب للموارد عبر الإنترنت مرة واحدة في الأسبوع أو أكثر للمساعدة في تعلمهم.

تعزيز معدلات الالتحاق بالجامعات

وهناك ضرورة واضحة لأنظمة دعم التعلم خارج قاعة المحاضرات التي تستجيب للاحتياجات والوضع المحدد لكل طالب. وإذا تمكن الذكاء الاصطناعي من المساعدة في تحقيق هذه الغاية، فسوف تتاح لنا فرصة هائلة لتحسين معدلات الالتحاق بالجامعات والتخرج فيها، وبالتالي التأثير بشكل إيجابي على الاقتصاد والمجتمع بشكل أوسع.

أظهرت إحدى الدراسات أن زيادة معدلات التخرج في الكليات التي يدرس فيها الطلاب لمدة عامين أو 4 أعوام، إلى 84 في المائة لفصل دراسي واحد فقط، من شأنه أن يزيد من دخل نصف مليون شخص بمقدار 19034 دولاراً سنوياً ويعزز عائدات الضرائب المحلية والولائية والفيدرالية بأكثر من 90 مليار دولار على مدار العام أثناء حياتهم.

شراكة مدرسية تقنية

لقد حان الوقت لإضفاء طابع رأسي (عمودي) على تطوير الذكاء الاصطناعي من خلال إنشاء أدوات يتم تدريبها واختبارها ومعايرتها باستخدام بيانات عالية الجودة خاصة بقطاع معين.

إذا تمكنت المدارس والجامعات من العمل في شراكة مع مطوري الذكاء الاصطناعي التعليمي لتقديم مثل هذه الأنظمة، فسوف نرفع جودة هذه الأدوات الذكية إلى مستوى جديد وأعلى بكثير. وعندما يحدث ذلك، سنكون قادرين على بناء نظام بيئي تعليمي أكثر عدالة، وأكثر فاعلية من حيث التكلفة، وأكثر دعماً للمتعلمين المكلفين بحل مشكلات الغد.

* خدمة «فاست كومباني»، خدمات «تريبيون ميديا».