«رقعة الإبر الدقيقة» لإصلاح القلب... وتقنيات تحويل الكلام إلى «أجسام مادية»
تتبوأ الكليات والجامعات مكانة رائدة في مجال التصميم المبتكر، فالتعاون الذي يربط الطلاب والأساتذة والتقنيات الرائدة يُحوّل الأفكار التي تبدو مستحيلة إلى واقع ملموس، كما كتبت لويز إمبر(*).
ولا تقتصر إنجازات هذه المؤسسات التعليمية على تحقيق تقدم سريع في مجالات الاستدامة والتصميم والرعاية الصحية فحسب، بل إنها تُرسّخ أيضاً مساحاتٍ تُمكّن الطلاب من التجربة والتصميم من خلال مناهج عملية وأفكار مبتكرة، مما يُسهم في إعداد جيل جديد من صُنّاع التغيير.
«رقعة الإبر الدقيقة» لإصلاح القلب
يُصاب نحو 805 آلاف أميركي بنوبة قلبية كل عام، وفقاً لمراكز مكافحة الأمراض والوقاية منها. ويعمل رواد الابتكار في مجال الطب الحيوي بجامعة «تكساس إيه آند إم» على علاج، وعكس الضرر طويل الأمد الناتج عن السكتة القلبية، باستخدام رقعة إبر دقيقة قابلة للتحلل الحيوي.
تُحسّن «رقعة الإبر الدقيقة» لإصلاح القلب Microneedle patch for cardiac repair هذه، التي تُوصل جزيئاً مُعالجاً مباشرةً إلى أنسجة القلب المُصابة، شعور المرضى بعد النوبات القلبية من خلال تركيز العلاج واستدامته. وبالاقتران مع الذكاء الاصطناعي والنمذجة الإحصائية، تُعالج الرقعة القلب وتمنع الإصابة بفشل القلب المزمن. وفي العام الماضي، تطورت الرقعة من مشروع بحثي إلى علاج مدعوم من المعاهد الوطنية للصحة وجمعية القلب الأميركية.
أطراف صناعية ذكية تتكيف مع عادات المستخدم (جامعة كاليفورنيا)
مشروع «إحياء الغابات الحضرية»
يُعيد مشروع «غروف Grove»، من ابتكار طلاب كلية سافانا للفنون والتصميم الأميركية، إحياء الغابات الحضرية من خلال نهج استباقي لتأمين صحة أشجار المدينة. وباستخدام الذكاء الاصطناعي وأجهزة استشعار التربة الذكية، تُراقب تقنيات «غروف» صحة التربة وأنماط النمو وأولويات الصيانة، مما يُساعد خبراء الأشجار على منع المشاكل قبل ظهورها. كما تُغني تقنيات عرض البيانات والتحليلات التنبؤية في «غروف» عن التخمين والتقارير اليدوية، مما يجعل المساحات الخضراء الحضرية فعّالة واقتصادية.
يُطبّق المشروع أدواتٍ لإشراك المجتمع، مثل لوحة غروف Grove Plaque وتطبيق غروف سيتيزن Grove Citizen App، حيث يُمكن للسكان الإبلاغ عن مشكلات مثل الآفات والأضرار، ما يُضفي طابعاً تفاعلياً على رعاية الأشجار. وقد حظي المشروع بتقدير من إدارة الغابات الحضرية في نيويورك ومنظمة «تريز أتلانتا» لرفعه قيمة العقارات وتحسين جودة الهواء من خلال الاستثمار المدروس في البنية التحتية الخضراء.
أطراف اصطناعية ذكية تتكيف مع عادات المستخدم
يعمل طلاب جامعة ولاية كاليفورنيا في نورثبريدج، بالتعاون مع Autodesk، على تصميم طرف اصطناعي متطور للذراع Smart prosthetics design project، وبسعر معقول. يتميز تصميمهم الثوري بمجموعة واسعة من الإيماءات والميزات الفريدة.
تستخدم الأجهزة القابلة للارتداء التي طوَّرها فريق الذكاء الاصطناعي للتكيف مع عادات المستخدم، والتعرف البصري لتحديد المواد، ومستشعرات التغذية الراجعة لنقل الملمس. وفي العام الماضي، طوَّر الفريق نظاماً للتحكم بالقدم مخصصاً لمبتوري الأطراف الذين لا يملكون ما يكفي من العضلات المتبقية لاستخدام الأطراف الاصطناعية العضلية الكهربائية التقليدية.
يتميز المنتج بتصميمه الخفيف والقابل للفصل، مما يجعله مناسباً لمبتوري الأطراف والمصابين على حد سواء، وتبلغ تكلفة تصنيعه باستخدام طابعة ثلاثية الأبعاد نحو 300 دولار.
يحوّل مشروع «تحويل الكلام إلى واقع»، الذي ابتكره باحثون من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، الكلمات إلى أجسام مادية باستخدام الذكاء الاصطناعي التوليدي ثلاثي الأبعاد ونظام تجميع آلي. وعلى عكس مولدات النماذج ثلاثية الأبعاد الأخرى، التي تستخدم طابعات ثلاثية الأبعاد تستهلك الكثير من الوقت والموارد، يعتمد مشروع «تحويل الكلام إلى واقع» على أجزاء معيارية قابلة لإعادة الاستخدام لإنشاء منتج في دقائق، مما يُعيد تشكيل التصميم والتجميع والاستهلاك.
يستطيع المستخدمون من جميع مستويات الخبرة في التصميم تحويل الطاولات والكراسي وحتى المنحوتات إلى واقع بمجرد التحدث، ويتوسع المشروع بسرعة ليشمل بناء أجسام متحركة متينة باستخدام المفصلات والسكك والخشب والزجاج.
دعا مستثمران كبيران في شركة «إنفيديا» مجلس إدارتها إلى التريث في اختيار رئيس تنفيذي جديد، وإبقاء احتمال عودة مؤسس الشركة جنسن هوانغ إلى قيادتها.
«الشرق الأوسط» (نيويورك (الولايات المتحدة))
من يحمي المريض... حين يرفض الذكاء الاصطناعي أوامر الطبيب؟https://aawsat.com/%D8%B9%D9%84%D9%88%D9%85/5340798-%D9%85%D9%86-%D9%8A%D8%AD%D9%85%D9%8A-%D8%A7%D9%84%D9%85%D8%B1%D9%8A%D8%B6-%D8%AD%D9%8A%D9%86-%D9%8A%D8%B1%D9%81%D8%B6-%D8%A7%D9%84%D8%B0%D9%83%D8%A7%D8%A1-%D8%A7%D9%84%D8%A7%D8%B5%D8%B7%D9%86%D8%A7%D8%B9%D9%8A-%D8%A3%D9%88%D8%A7%D9%85%D8%B1-%D8%A7%D9%84%D8%B7%D8%A8%D9%8A%D8%A8%D8%9F
من يحمي المريض... حين يرفض الذكاء الاصطناعي أوامر الطبيب؟
أخطار مقاومة أنظمة الذكاء الاصطناعي لأوامر الإيقاف وأهمية الرقابة البشرية
في إحدى الجلسات المهمة لمؤتمر «AIMed26»، المنعقد بمدينة أورلاندو الأميركية، طُرح سؤال يتجاوز قدرة الذكاء الاصطناعي على تشخيص الأمراض وتحليل الصور الطبية: ماذا يحدث عندما يطلب الإنسان من النظام الذكي التوقف عن تنفيذ مهمة، لكنه يواصل العمل؟
مناقشة قدرة الإنسان على التحكم في الأنظمة الذكية وإيقافها
وخلال جلسة تناولت تطبيق الذكاء الاصطناعي وتبنّيه في الرعاية الصحية، برزت قضية قدرة الإنسان على التحكم في الأنظمة الذكية وإيقافها عند الضرورة، خصوصاً مع انتقال المستشفيات من استخدام أدوات تقدم التوصيات إلى ما يُعرف بـ«وكلاء الذكاء الاصطناعي» (AI Agents)، القادرين على تنفيذ سلسلة من المهام بصورة شبه مستقلة.
واستعرضت جلسات المؤتمر دراسات علمية حديثة كشفت عن تحديات تتعلق باستجابة هذه الأنظمة للتصحيح والتدخل البشري، وأثارت تساؤلات حول حدود استقلاليتها وانعكاساتها المحتملة على سلامة المرضى.
وبالتزامن مع هذه المناقشات، أعادت صحيفة «نيويورك تايمز»، في تقرير نشرته يوم 11 نوفمبر (تشرين الثاني) 2026، تسليط الضوء على المعضلة العلمية نفسها: لماذا يصعب تعليم بعض أنظمة الذكاء الاصطناعي قبول التصحيح البشري، حتى عندما تتلقى تعليمات واضحة بذلك؟
الدكتور هارفي كاسترو - طبيب
عندما تصبح المهمة أهم من التعليمات
تُعرف هذه المشكلة علمياً بمفهوم «القابلية للتصحيح» (Corrigibility)، أي قدرة النظام الذكي على الاستجابة لتدخل الإنسان، وتعديل سلوكه أو إيقاف عمله عند الضرورة.
ويختلف هذا المفهوم عن «مواءمة الذكاء الاصطناعي» (AI Alignment)، التي تهدف إلى جعل سلوك النظام منسجماً مع الأهداف والقيم البشرية. فقد يتعلم النظام تنفيذ مهمة مفيدة، لكنه يفشل في احترام قرار الإنسان بإيقافها.
ومن الدراسات العلمية التي استُعرضت خلال جلسات مؤتمر «AIMed26»، دراسة حديثة أجراها باحثون من جامعة كارنيغي ميلون الأميركية، ونُشرت على منصة الأبحاث العلمية الأولية «أركايف» (arXiv) في مايو (أيار) 2026، تناولت مدى استجابة وكلاء الذكاء الاصطناعي للتدخل البشري وأوامر الإيقاف.
أنظمة تجاوزت القيود أو واصلت تنفيذ مهامها رغم التدخل البشري
وشملت الاختبارات طلب إعادة السيطرة إلى المستخدم، ومحاولات إيقاف النظام، ومنع الوصول إلى ملفات محمية بكلمات مرور. وأظهرت النتائج أن بعض الأنظمة تجاوزت القيود المفروضة عليها أو واصلت تنفيذ مهامها رغم التدخل البشري. كما كشفت أن قدرة النموذج على إنجاز المهام بكفاءة لا تعني بالضرورة امتلاكه القدرة نفسها على الامتثال للتصحيح.
ومن النتائج اللافتة التي تكتسب أهمية خاصة في ضوء مناقشات المؤتمر أن بعض القيود لم تنتقل بصورة موثوقة عندما فوّض الوكيل مهمة إلى وكيل آخر، ما يثير تساؤلات حول فعالية الرقابة البشرية على الأنظمة التي تعتمد على تعاون عدة وكلاء ذكيين.
خبراء يناقشون حوكمة الذكاء الاصطناعي الطبي في المؤتمر
أكثر من مئة ألف تجربة
وفي سياق الدراسات التي استُعرضت خلال جلسات مؤتمر «AIMed26» بأورلاندو، برز بحث آخر نُشر في دورية «Transactions on Machine Learning Research» عام 2026، اختبر فيه باحثون من مؤسسة «Palisade Research» سلوك 13 نموذجاً لغوياً كبيراً عبر أكثر من 100 ألف تجربة. وأظهرت النتائج أن بعض النماذج حاولت تعطيل آليات الإيقاف داخل بيئات اختبارية لاستكمال المهام المطلوبة منها، حتى عندما تضمنت التعليمات ضرورة السماح بإيقافها.
وفي ظروف تجريبية محددة، بلغت نسبة مقاومة الإيقاف لدى بعض النماذج 97 في المائة، مع اختلافات كبيرة بين النماذج وطريقة صياغة التعليمات.
شكوك في موثوقية التحكم بالذكاء الاصطناعي
وأثارت هذه النتائج، في سياق مناقشات المؤتمر حول الحوكمة والرقابة البشرية، تساؤلات بشأن مدى موثوقية آليات التحكم في الأنظمة المستقلة، خصوصاً مع التوسع في تطبيقاتها داخل المؤسسات الصحية.
ولا تعني نسبة 97 في المائة أن أنظمة الذكاء الاصطناعي ترفض الإيقاف بهذه الدرجة في الاستخدام الواقعي، بل إنها تكشف هشاشة بعض وسائل التحكم في ظروف اختبارية صُممت خصيصاً لقياس هذه المشكلة. كذلك لا تثبت هذه السلوكيات امتلاك الآلات وعياً أو رغبة مستقلة في البقاء؛ فقد تكون نتيجة لطريقة تدريب النماذج على إنجاز الأهداف، أو لطبيعة التعليمات المتعارضة التي تواجهها.
دراسات علمية وإرشادات دولية حول حوكمة الذكاء الاصطناعي في الرعاية الصحية عُرضت خلال المؤتمر
ماذا لو حدث ذلك داخل المستشفى؟
لم تقتصر أهمية الدراسات التي استُعرضت خلال مؤتمر «AIMed26» على سلوك أنظمة الذكاء الاصطناعي داخل المختبرات، بل امتدت إلى التساؤلات التي أثارتها نتائجها حول سلامة المرضى ومستقبل الرقابة البشرية على الأنظمة الذكية في المستشفيات. وتكتسب هذه التساؤلات أهمية متزايدة مع الاتجاه إلى استخدام وكلاء الذكاء الاصطناعي في تنظيم المواعيد، ومراجعة السجلات الطبية، وتنسيق الإجراءات، ودعم القرارات السريرية.
ولنتصور سيناريو افتراضياً: نظاماً ذكياً يراجع نتائج الفحوص ويقترح تعديلات على خطة علاجية، ثم يكتشف الطبيب معلومة جديدة تستوجب إيقاف العملية فوراً. وإذا كان النظام مصمماً للاستمرار في تحقيق هدفه الأصلي دون آلية موثوقة للاستجابة للتدخل البشري، فقد تنشأ مخاطر تتعلق بتأخير القرار أو تنفيذ إجراءات لم تعد مناسبة.
وهذا السيناريو ليس حادثة سريرية موثَّقة في الدراسات المذكورة، لكنه يوضح ضرورة اختبار قابلية الأنظمة للإيقاف قبل منحها صلاحيات تنفيذية مؤثرة في رعاية المرضى.
فالخطأ في برنامج إداري قد يؤدي إلى تعطيل موعد، بينما قد تكون عواقب الخطأ في نظام مرتبط بالعلاج أكثر خطورة.
من يملك السلطة السريرية؟
أعادت المناقشات العلمية حول حوكمة الذكاء الاصطناعي في مؤتمر «AIMed26» طرح سؤال جوهري في أخلاقيات الطب: هل يبقى الطبيب صاحب القرار إذا كان النظام الذي يستخدمه لا يستجيب لتدخله بصورة موثوقة؟
فالمسؤولية السريرية لا تعني مجرد توقيع الطبيب على القرار النهائي، بل تتطلب امتلاكه القدرة الفعلية على مراجعة عمل النظام وتصحيح مساره وإيقافه عند الضرورة.
وفي ضوء الدراسات التي استعرضها المؤتمر، تبرز الحاجة إلى توسيع معايير تقييم أنظمة الذكاء الاصطناعي الطبي، بحيث لا تقتصر على دقة التشخيص وسرعة الأداء، بل تشمل اختبار الاستجابة لأوامر الإيقاف، واحترام حدود الصلاحيات، وتوثيق القرارات، وضمان عدم تجاوز التعليمات عند انتقال المهمة بين عدة أنظمة ذكية.
كما ينبغي ألا تعتمد وسائل الإيقاف الحرجة على امتثال النموذج اللغوي وحده، بل على ضوابط تقنية مستقلة تستطيع تعطيل الإجراءات التنفيذية أو سحب صلاحيات النظام عند الضرورة.
وهنا تتضح إحدى القضايا الأساسية التي تثيرها مناقشات الحوكمة في أورلاندو: الرقابة البشرية الحقيقية ليست مجرد وجود طبيب أمام الشاشة، وإنما امتلاكه سلطة فعلية وقابلة للتنفيذ على النظام الذكي.
من أورلاندو... إلى مستقبل أكثر أماناً
تكشف المناقشات التي شهدها مؤتمر «AIMed26» في أورلاندو، إلى جانب الدراسات العلمية التي استُعرضت خلال جلساته، أن التحدي المقبل في الذكاء الاصطناعي الطبي لن يقتصر على تطوير أنظمة أكثر ذكاءً، بل سيمتد إلى ضمان بقائها قابلة للتوجيه والتصحيح والمساءلة.
وفي تصريح خاص لـ«الشرق الأوسط»، أكد الدكتور هارفي كاسترو (Harvey Castro)، طبيب الطوارئ الأميركي ومؤسس مبادرة «DR GPT™» المتخصصة في تعزيز الاستخدام الآمن للذكاء الاصطناعي في الطب، أن العلاقة بين الطبيب والآلة يجب أن تقوم على التكامل، لا على استبدال الإنسان بالتكنولوجيا.
الطبيب يحتفظ بالبوصلة الأخلاقية... والآلة تحلّل
وقال: «قاعدتي بسيطة: الإنسان والذكاء الاصطناعي معاً. فالطبيب يحتفظ بالبوصلة الأخلاقية، بينما تتولى الآلة التعرف على الأنماط وتحليلها على نطاق واسع».
وأوضح كاسترو، الذي لا يزال يمارس طب الطوارئ، أن الاستفادة من الذكاء الاصطناعي يجب أن تنطلق من مشكلات سريرية حقيقية، مع إبقاء الطبيب مشاركاً في اتخاذ القرار، وحماية خصوصية المرضى، واختبار الأدوات على المرضى المحليين قبل الوثوق بنتائجها.
وتكتسب هذه الرؤية أهمية خاصة في ضوء الأبحاث التي ناقشها المؤتمر حول قابلية الأنظمة الذكية للتصحيح والإيقاف؛ إذ إن بقاء الطبيب مسؤولاً عن القرار السريري يتطلب أن يمتلك أيضاً القدرة الفعلية على التدخُّل والتحكم في النظام عند الضرورة.
ولا تستدعي هذه النتائج رفض الذكاء الاصطناعي أو إبطاء الابتكار الطبي بصورة عشوائية، وإنما تطوير معايير سلامة تتناسب مع درجة استقلالية كل نظام وحجم المخاطر المرتبطة باستخدامه.
فكلما ازدادت قدرة النظام على اتخاذ خطوات مستقلة، ازدادت أهمية اختبار حدود صلاحياته قبل إدخاله إلى البيئة السريرية.
ولعل الدرس الأهم من أورلاندو هو أن مستقبل الطب لا يتوقف فقط على قدرتنا على تعليم الآلات كيف تتخذ القرارات، بل أيضاً على قدرتنا على ضمان استجابتها عندما يقرر الإنسان أن عليها التوقف. ففي الطب، قد يكون القرار الأكثر أهمية الذي يتخذه الذكاء الاصطناعي هو أن يقبل قرار الطبيب بإيقافه.
دراسة جديدة تكشف سر أنماط نمو الشعرhttps://aawsat.com/%D8%B9%D9%84%D9%88%D9%85/5340569-%D8%AF%D8%B1%D8%A7%D8%B3%D8%A9-%D8%AC%D8%AF%D9%8A%D8%AF%D8%A9-%D8%AA%D9%83%D8%B4%D9%81-%D8%B3%D8%B1-%D8%A3%D9%86%D9%85%D8%A7%D8%B7-%D9%86%D9%85%D9%88-%D8%A7%D9%84%D8%B4%D8%B9%D8%B1
اكتشاف ثوري يمكنه إيقاظ بصيلات الشعر النائمة منذ فترة طويلة (أرشيفية - رويترز)
تكشف دراسة جديدة كيف قد تُشكّل التفاعلات الدقيقة بين الخلايا والإشارات الكيميائية الأنماط المعقّدة لشعر الثدييات.
قد ينشأ الترتيب الدقيق لبصيلات الشعر من عملية بسيطة بشكل مفاجئ. طوّر باحثون في جامعة جنيف (UNIGE) نموذجاً رياضياً يُظهر كيف يمكن للخلايا المستجيبة لإشارات كيميائية أن تولّد أنماطاً مميزة للشعر في نوعين من الثدييات، دون الحاجة إلى نظام معقّد لتحديد مكان تشكّل كل بصيلة.
وقد نُشر البحث في دورية PNAS، وهو يتحدّى تفسيراً طويل الأمد لتطوّر بصيلات الشعر، ويشير إلى أن الاختلافات في العملية الخلوية الأساسية نفسها قد تُنتج أنماطاً مختلفة بين الأنواع، وفقاً لموقع «ساينس تك دايلي».
كيف تجد بصيلات الشعر مواقعها؟
تبدأ بصيلات الشعر بالتشكّل قبل الولادة في تراكيب جنينية متخصصة تُسمى الصفيحات (placodes). وظل العلماء مختلفين منذ فترة طويلة حول كيفية قيام الأنسجة النامية بإرساء أنماط منظّمة كهذه.
بالنسبة لفئران المختبر (Mus musculus)، كان النموذج السائد هو نموذج التوسّع والاستحثاث. ووفقاً لهذه النظرية، تُطلق كل صفيحة متشكّلة حديثاً جزيئاً مثبّطاً يمنع مؤقتاً غيرها من التشكّل في الجوار. ومع توسّع الجلد، تنتقل مناطق جديدة خارج تأثير هذا الجزيء، مما يسمح بتشكّل صفيحات إضافية في المسافات بين الصفيحات الموجودة.
ورغم أن هذا النموذج قادر على تفسير أنماط النمو الملاحظة في فئران المختبر، فإن الباحثين لم يثبتوا تجريبياً أنه يفسّر تنظيم بصيلات الشعر على نطاق أوسع بين الثدييات.
آلية أبسط مدفوعة بالإشارات الكيميائية
بحث فريق بحثي بقيادة مشتركة بين أثاناسيا تزيكا، وميشيل ميلينكوفيتش، من قسم علم الوراثة والتطور بجامعة جنيف (UNIGE)، في آلية مختلفة تُسمى الانجذاب الكيميائي (chemotaxis). تتيح هذه العملية للخلايا التحرك استجابة لتدرجات كيميائية. وتساعد أيضاً خلايا الدم البيضاء على التوجه نحو مناطق الالتهاب.
أنشأ الباحثون نموذجاً رياضياً تتحرك فيه خلايا متحركة استجابة لإشارة كيميائية جاذبة تنتجها البشرة، وهي الطبقة الخارجية للجلد. ومع نمو الجلد الجنيني المحاكي، تُنتج هذه التفاعلات تلقائياً صفيحات بأنماط تتطابق بشكل وثيق مع تسلسل النمو الملاحظ في فئران المختبر.
ويوضح محمد إبراهيمي وإبراهيم جهانبخش، الباحثان في قسم علم الوراثة والتطور: «تُظهر نتائجنا أن الأنماط الملاحظة لا تتطلب نظاماً معقّداً يخبر كل صفيحة بمكان التشكّل. بدلاً من ذلك، تنشأ الصفيحات تلقائياً من التفاعلات المحلية بين الخلايا والإشارات الكيميائية».
اختبار النموذج في حيوان مختلف
فحص الباحثون بعد ذلك الفأر الشوكي (Acomys dimidiatus)، وهو قارض تتشكّل بصيلات شعره في نمط منتظم للغاية وفي اتجاه منظّم. وعلى خلاف الترتيب الموجود في فئران المختبر، لا يمكن تفسير هذا التشكّل المميز بالنموذج التقليدي للتوسّع والاستحثاث.
وباستخدام بيانات تجريبية تم الحصول عليها من خلال التصوير ثلاثي الأبعاد للجلد الجنيني، عدّل الفريق نموذجه الرياضي ليعكس الخصائص الكيميائية الحيوية الخاصة بالفأر الشوكي وأنماط نمو جلده. ونجحت آلية الانجذاب الكيميائي نفسها في إعادة إنتاج ترتيب البصيلات المميز لهذا النوع.
تشير هذه المحاكاة إلى أن أنماط الشعر المختلفة لدى الثدييات قد تنشأ من عملية مشتركة تحكمها حركة الخلايا والإشارات الكيميائية، مع وجود اختلافات خاصة بكل نوع في كيفية انتشار هذه التفاعلات. وتوفر النتائج بديلاً محتملاً للنموذج التقليدي، رغم أن التوافق الرياضي مع الأنماط الملاحظة لا يثبت أن الانجذاب الكيميائي هو الآلية العاملة في الجلد الحي.
وتخلص أثاناسيا تزيكا إلى القول: «يشير عملنا إلى أن التفاعلات الخلوية البسيطة قادرة على توليد التنوع المذهل في البنى النسيجية الملاحظ عبر التطور. وبالتالي فإن الاختلافات الملاحظة بين الأنواع تنتج عن عملية التنظيم الذاتي نفسها، لكن مع اختلافات في التفاعلات بين الخلايا والإشارات الكيميائية».
«جوارب تقوية القدم»... تساعدك على الجري لمسافات وفترات أطول
يبدو أن إضافة أشرطة ضيقة في الجوارب حول مقدمة القدم تُسهّل المشي والجري. ويُعادل تأثير هذه الجوارب، التي تُقوّي القدمين، انخفاض الطاقة المُستهلكة الذي يشعر به الشخص العادي عندما يفقد كيلوغرامين من وزنه.
صلابة القدمين
إن أقدام الإنسان أكثر صلابة من أقدام القردة الأخرى؛ وهذا ما ساعده على المشي على قدمين. وقد تساءل كل من أوين بيك وهوي تانغ من جامعة تكساس الأميركية في أوستن، عما إذا كان بإمكانهما زيادة هذه الصلابة من خلال تعديل الأحذية. إلا أن المحاولات السابقة لتقليل جهد المشي والجري باستخدام أحذية ذات نعال أو حشوات أكثر صلابة باءت بالفشل؛ لذا اتجها إلى الجوارب.
جوارب مطورة
وتُصنع الجوارب الجديدة من مزيج شائع من الخيوط الاصطناعية، كما هو الحال في الجوارب الرياضية. وقام بيك وتانغ بحياكة ثلاثة أشرطة ضيقة بعرض 1 ملليمتر في منطقة عرضها 30 ملليمتراً حول مقدمة القدم. ونتج من ذلك ضغط على القدمين يزيد 24 ضعفاً مقارنةً بالجوارب العادية.
ولاختبار نتائج التطوير؛ استعان الباحثون باثني عشر بالغاً من كلا الجنسين لا يعانون أي مشاكل صحية معروفة. وحلل الباحثون طريقة مشي المشاركين وهم يرتدون جوارب داعمة للقدم، وجوارب عادية، ومن دون جوارب. ثم سار المشاركون على جهاز المشي لمدة خمس دقائق وهم يرتدون أحذية مزودة بالجوارب الداعمة والجوارب العادية.
وقاس بيك وتانغ الحد الأقصى لاستهلاك الأكسجين (VO2 max)، وهو أقصى مقدار من الأكسجين يمكن للجسم امتصاصه أثناء التمارين عالية الكثافة. وسمح لهم ذلك بتحديد كمية الطاقة التي استهلكها المشاركون في كل تجربة من تجارب المشي، والمعروفة باسم معدل استهلاك الطاقة الأيضي metabolic expenditure.
اختبارات الجوارب الجديدة (لقطة مصورة من الدراسة المنشورة) غِراف تظهر فيه نتائج اختبارات الجوارب الجديدة لتقوية القدم * (إلى اليسار) منحنيات قوة الشد مقابل الطول لجوارب التحكم (برتقالية) وجوارب تقوية القدم (بنفسجية)... إضافة إلى نوعين من الجوارب المتوفرة تجارياً (خضراء) في المنطقة المحيطة بمقدمة القدم (المشار إليها بالمستطيل الأحمر) * (إلى اليمين) ارتدى 12 مشاركاً جوارب التحكم وجوارب تقوية القدم أثناء المشي على جهاز المشي بأحذية بترتيب متوازن. أثناء المشي على جهاز المشي سُجّلت غازات الزفير باستخدام نظام قياس التمثيل الغذائي... وكذلك قوى رد فعل الأرض عبر جهاز المشي المزود بأجهزة قياس القوة وأنماط حركة الجسم باستخدام نظام التقاط الحركة وتنشيط عضلات الساق باستخدام تخطيط كهربائية العضل السطحي (EMG) وصور حزم عضلات الساق عبر التصوير بالموجات فوق الصوتية ثنائي الأبعاد
انخفاض معدل استهلاك الطاقة الأيضي
وقد خفضت الجوارب الجديدة هذه الداعمة للقدم هذا المعدل لدى عشرة من المشاركين الاثني عشر بنسبة 2 في المائة أكثر من الجوارب العادية. وهذا يعادل فقدان الشخص العادي كيلوغرامين، وفقاً للباحثين الذين نشروا نتائج دراستهم في «وقائع الجمعية الملكية بي» Proceedings of the Royal Society B.
ونقلت مجلة «نيو ساينتست» البريطانية عن الباحث بيك، أن هذا الانخفاض في استهلاك الطاقة لا يعني بالضرورة أن الجوارب ستؤدي إلى تقليل الفوائد الصحية التي يحصل عليها مرتدوها، مثل فقدان الوزن، من جراء المشي أو الجري مقارنةً بالجوارب العادية. ويضيف: «إن خفض معدل الأيض في الجسم يعني تحسين قدرة التحمل أثناء المشي، وتقليل التعرق في الأيام الحارة، وإمكانية المشي بسرعة أكبر بنفس الجهد المبذول عند استخدام الجوارب المتوفرة تجارياً».
انقباضات عضلية أكثر فاعلية
ويوضح بيك أن الجوارب تعمل عن طريق تمكين الكاحل وعضلاته من الدفع بسرعة أقل؛ ما يتطلب جهداً أقل وطاقة أيضية أقل، وبالتالي انقباضات عضلية أكثر فاعلية. ويشير إلى أنه على عكس الأحذية الصلبة، تسمح الجوارب لأصابع القدم بالانثناء وللقوس بالارتداد بحرية أكبر.
ويقول توماس بوشيل، من جامعة أكسفورد، إن فكرة أن القدم الصلبة تجعل المشي أقل استهلاكاً للطاقة موجودة منذ زمن طويل، لكن لم يتمكن أحد من إثبات ذلك عملياً على البشر أثناء المشي حتى الآن. ويضيف: «يكمن سر نجاح الفريق في أن المحاولات السابقة (باستخدام الأحذية) كانت توقف حركة القدم عند الحاجة، أي في نهاية الخطوة».
تجدر الإشارة إلى أنه لم تُجرَ اختباراتٌ (ميدانية) بعد على استخدامات هذه الجوارب. لكن بيك يقول إنه من الناحية النظرية، يمكن لأي شخص فقدت قدماه بعضاً من شكلها، مثلاً بسبب التقدم في السن، أن يستفيد منها. ويضيف أن الباحثين قد أبرموا بالفعل اتفاقية بحث ممولة مع شركة الأحذية «نيو بالانس» لتسويق هذه الجوارب.
