رقاقة إلكترونية تقيس معدل انتشار السرطان في جسم الإنسان

ساريوجلو خلال العمل على تصنيع الرقاقة (ميديكال إكسبريس)
ساريوجلو خلال العمل على تصنيع الرقاقة (ميديكال إكسبريس)
TT

رقاقة إلكترونية تقيس معدل انتشار السرطان في جسم الإنسان

ساريوجلو خلال العمل على تصنيع الرقاقة (ميديكال إكسبريس)
ساريوجلو خلال العمل على تصنيع الرقاقة (ميديكال إكسبريس)

توصل فريق من الباحثين في الولايات المتحدة إلى تقنية جديدة يمكن أن تحدث ثورة في عالم علاج السرطان، نظراً لأنها تتيح إمكانية قياس معدل انبثاث الخلايا السرطانية ودرجة انتشارها في جسم الإنسان.
وعادة ما ينتشر السرطان عن طريق سريان خلايا الأورام في مجرى الدم، بحيث تصل إلى أعضاء أخرى في الجسم، علماً بأنه من شبه المستحيل تتبع نشاطها داخل الجسم إلى أن تبدأ الأورام السرطانية الجديدة في الظهور بالعضو الجديد. ولكن التقنية الجديدة التي توصل إليها الفريق البحثي من معهد جورجيا للتكنولوجيا في الولايات المتحدة تتيح قياس درجة انبثاث الخلايا السرطانية ووضع خطط علاج أكثر دقة من خلال برنامج علاجي يبدأ بسحب عينة من دم المريض.
وعندما يبدأ الورم في الانتشار، تنفصل بعض الخلايا السرطانية وتتحرك في مجرى الدم، ولكن الخلية السرطانية المفردة لا تستطيع أن تعيش في دم الإنسان، بل لا بد أن تتجمع في صورة عناقيد من الخلايا الخبيثة حتى يمكنها أن تصيب أعضاء أخرى في الجسم. ونظراً لأن معظم وسائل التحليل المعمول بها حالياً بالغة الحدة لدرجة تؤدي إلى انفصال عناقيد الخلايا وإعادتها إلى صورة الخلية الواحدة، فإن ذلك يحول دون إجراء دراسة دقيقة لمتابعة مدى انتشار السرطان في الجسم.
وفي إطار الدراسة التي نشرتها الدورية العلمية «نيتشر كوميونيكيشن»، ابتكر الباحثون وحدات استشعار مجهرية تحتوي على ما يطلق عليه اسم «رقاقات الموائع الدقيقة»، وتستطيع هذه المجسات رصد عناقيد الخلايا الخبيثة أثناء سريانها في الدم وتتبع مساراتها المختلفة.
ونقل الموقع الإلكتروني «ميديكال إكسبريس» المتخصص في الأبحاث الطبية عن فاتح ساريوجلو الباحث في مجال الهندسة الكهربائية والحاسبات في معهد جورجيا، قوله إن الرقائق الجديدة تحتوي على مرشحات تسير في مجرى الدم ولا يزيد حجمها على ميكرون واحد، وهي تستطيع تحديد مكان كل خلية في الدم ومعرفة ما إذا كانت خلية سرطانية أم لا.



روبوتات ذكية تتفوق على البشر في مختبرات الدواء

تستخدم الروبوتات المتنقلة منطق الذكاء الاصطناعي لأداء مهام البحث الاستكشافي في مجال الكيمياء (جامعة ليفربول)
تستخدم الروبوتات المتنقلة منطق الذكاء الاصطناعي لأداء مهام البحث الاستكشافي في مجال الكيمياء (جامعة ليفربول)
TT

روبوتات ذكية تتفوق على البشر في مختبرات الدواء

تستخدم الروبوتات المتنقلة منطق الذكاء الاصطناعي لأداء مهام البحث الاستكشافي في مجال الكيمياء (جامعة ليفربول)
تستخدم الروبوتات المتنقلة منطق الذكاء الاصطناعي لأداء مهام البحث الاستكشافي في مجال الكيمياء (جامعة ليفربول)

طوّر باحثون من جامعة ليفربول الإنجليزية روبوتات متنقلة قادرة على الحركة تعمل بالذكاء الاصطناعي، ويمكنها إجراء أبحاث التركيب الكيميائي، وصناعة الدواء بكفاءة غير عادية.

وفي الدراسة المنُشورة في دورية «نيتشر»، الأربعاء، أظهر الباحثون كيف تمكنت تلك الروبوتات التي تستخدم الذكاء الاصطناعي في اتخاذ القرارات، من أداء مهام البحث الاستكشافي في الكيمياء بمستوى أداء البشر، ولكن في وقت أسرع بكثير.

وتم تصميم الروبوتات المتنقلة التي يبلغ ارتفاعها 1.75 متر بواسطة فريق ليفربول لمعالجة 3 مشاكل أساسية هي: إجراء التفاعلات، وتحليل المنتجات، وتحديد ما يجب القيام به بعد ذلك بناءً على البيانات الناتجة. وقامت الروبوتات بأداء هذه المهام بطريقة تعاونية، حيث تناولت تلك المشكلات في 3 مجالات مختلفة تتعلق بالتركيب الكيميائي ذي الصلة باكتشاف الأدوية الصيدلانية.

وأظهرت النتائج أنه باستخدام الذكاء الاصطناعي، اتخذت الروبوتات القرارات الجديدة أو قرارات مماثلة للباحث البشري، ولكن في إطار زمني أسرع بكثير من الإنسان، الذي قد يستغرق ساعات كثيرة لاتخاذ القرارات نفسها. وأوضح البروفسور أندرو كوبر من قسم الكيمياء ومصنع ابتكار المواد بجامعة ليفربول، الذي قاد المشروع البحثي أن «البحث في التركيب الكيميائي مكلف ويستغرق وقتاً طويلاً، سواء في أثناء التجارب أو عند الحاجة إلى اتخاذ القرارات حول التجارب التي يجب القيام بها بعد ذلك، لذا فإن استخدام الروبوتات الذكية يوفر طريقة لتسريع هذه العملية».

وقال في بيان صادر الأربعاء: «عندما يفكر الناس في الروبوتات وأتمتة الكيمياء، فإنهم يميلون إلى التفكير في إجراء التفاعلات وما إلى ذلك، وهذا جزء منها، ولكن اتخاذ القرار يمكن أن يستغرق وقتاً طويلاً». وتابع: «هذه العملية تنطوي على قرارات دقيقة بناءً على مجموعات من البيانات الغزيرة. إنها مهمة تستغرق وقتاً طويلاً من الباحثين، ولكنها كانت مشكلة صعبة للذكاء الاصطناعي كذلك».

ووفق الدراسة، فإن اتخاذ القرار هو مشكلة رئيسية في الكيمياء الاستكشافية. فعلى سبيل المثال، قد يقوم الباحث بإجراء عدة تفاعلات تجريبية، ثم يقرر توسيع نطاق بعض من تلك التجارب التي تعطي نتائج تفاعل جيدة أو منتجات مثيرة للاهتمام فقط.

من جهته، قال سريرام فيجاياكريشنان، طالب الدكتوراه السابق في جامعة ليفربول، وباحث ما بعد الدكتوراه في قسم الكيمياء الذي قاد هذه التجارب: «عندما حصلت على الدكتوراه، أجريت كثيراً من التفاعلات الكيميائية يدوياً. غالباً ما يستغرق جمع البيانات التحليلية وفهمها الوقت نفسه الذي يستغرقه إعداد التجارب. وتصبح مشكلة تحليل البيانات هذه أكثر حدة. فقد ينتهي بك الأمر إلى الغرق في البيانات».

وأضاف: «لقد عالجنا هذا هنا من خلال بناء منطق الذكاء الاصطناعي للروبوتات. ويعالج ذلك مجموعات البيانات التحليلية لاتخاذ قرار مستقل، على سبيل المثال، ما إذا كان يجب المضي قدماً إلى الخطوة التالية في التفاعل أم لا». وأكد قائلاً: «إذا أجرى الروبوت التحليل في الساعة 3:00 صباحاً، فسوف يكون قد قرر بحلول الساعة 3:01 أي التفاعلات يجب أن تستمر. وعلى النقيض من ذلك، قد يستغرق الأمر ساعات من الكيميائي لتصفح وتحليل مجموعات البيانات نفسها».

وفي الختام، شدّد البروفسور كوبر على أنه «بالنسبة للمهام التي أعطيناها للروبوتات هنا، فقد اتخذ منطق الذكاء الاصطناعي القرارات نفسها تقريباً مثل الكيميائي خلال تعاطيه مع هذه المشاكل الكيميائية الثلاث في غمضة عين»، مضيفاً أن هناك أيضاً مجالاً كبيراً لزيادة قدرات الذكاء الاصطناعي في فهم هذه الظواهر الكيميائية.