Hey everyone, this is Emad Atef, and I'm student at faculty of Education Ain Shams University, Biological and Geological Sciences department, I'm live in 6th of October city,Giza - Egypt and I'm currently working for elakademiapost as an editor and writer
هل العدوى الفيروسية مسبب محتمل لمرض الألزهايمر؟ مرض الألزهايمر (AD – Alzheimer’s disease ) هو شكل شائع من الخرف يعتقد أنه يؤثر على ما يصل إلى 5.5 مليون أمريكي ويزداد معدل الإصابة مع تقدم السكان في العمر. في بعض الحالات، ينتشر المرض في العائلات، والذى يسمى «الألزهايمر العائلي – Familial AD» أو الألزهايمر الوراثي، وعندما لا يرتبط بتاريخ العائلة، يطلق عليه «الألزهايمر الفُرادي – sporadic AD»، او الألزهايمر غير الوراثي.
هل العدوى الفيروسية مسبب محتمل لمرض الألزهايمر؟
لعدة سنوات، اقترحت الأبحاث أن مسببات الأمراض المختلفة، بما في ذلك فيروس الهربس والالتهابات البكتيرية، قد تساهم في تطور مرض الألزهايمر، يمكن أن يكون من الصعب دراسة المرض بشكل خاص لأنه يؤثر على الدماغ.
نموذج ثلاثي الابعاد لخلايا عصبية تمكن العلماء من تحديد العلاقة بين فيروس الهربس و الألزهايمر :
ابتكر الباحثون نماذج ثلاثية الابعاد مزروعة لأنسجة عصبية بشرية حيث يتم وضع الخلايا العصبية على سقالة من بروتين «الكولاجين» لتعزيز نمو الأنسجة العصبية، مكنت هذه الطريقة العلماء من دراسة العلاقة بين عدوى فيروس الحلأ أو الهربس البسيط الأول (HSV-1) ومرض الألزهايمر الغير وراثي . يسمح نموذج أنسجة المخ للباحثين بإلقاء نظرة فاحصة على العلاقة السببية المحتملة بين الهربس ومرض الألزهايمر، وكانت النتائج مثيرة للاهتمام.
نتائج دراسة نموذج الخلايا العصبية ثلاثي الأبعاد :
أثناء إعداد تقرير في مجلة «Science Advances»، وجد الباحثون أن عدوى «HSV-1» كانت كافية لتحفيز السمات المعروفة لمرض الزهايمر للتطور. “بعد ثلاثة أيام فقط من الإصابة بالهربس، لُوحظت تجمعات كبيرة وكثيفة من ألواح بروتين «بيتا أميلويد»، بالإضافة إلى زيادة التعبير عن بعض الإنزيمات المسؤولة عن توليد هذه الألواح . كما تم ملاحظة قلة عدد الخلايا العصبية ووجود التهابات وإشارات على الاكتئاب بين الخلايا العصبية . عندما تم علاج خلايا الدماغ باستخدام دواء «فالاسيكلوفير – Valacyclovir»، وهو مضاد للفيروسات يستخدم لعلاج التهابات الهربس وتشكل الألواح البروتينية وأعرض المرض الأخرى. قام الباحثون بتقييم التعبير الجيني في أنسجة المخ المصابة بفيروس «HSV-1» وقد وجدوا أنه تم الإفراط في التعبير عن أكثر من 40 جينًا مرتبطًا بمرض الألزهايمر في الخلايا المصابة مقارنة بالخلايا غير المصابة. وشمل ذلك الجينات التي ترمز للأنزيمات التي تلعب دورًا في تكوين الألواح البروتينية.
التعبير الجيني لخلايا المخ المصابة بالهربس يمكن أن يساعد في اكتشاف علاج جديد او منع الإصابة بالألزهايمر في المستقبل :
قد تكون بعض هذه الجينات مفيدة لإنشاء علاجات جديدة للزهايمر ستكون هناك حاجة إلى مزيد من البحث لفهم تأثير التغيرات الجينية التي تحدثها الخلايا العصبية بسبب عدوى فيروس الهربس، وكيف يمكننا استخدام هذه البيانات لإنشاء خيارات العلاج أو منع المرض. يتم دعم هذه النتائج أيضًا من خلال الأبحاث السابقة التي استخدمت عينات المرضى.
هل يوجد فعلا علاقة بين الإصابة بفيروس الهربس و بين مرض الألزهايمر ؟
منذ قرابة 30 عامًا وجد باحثون من المملكة المتحدة وجود خيوط الحمض النووي لفيروس الهربس البسيط الأول «HSV-1» في عينات دماغ لمرضى الألزهايمر بعد الوفاة بمستويات أعلى بكثير من أدمغة أخرى سليمة، ملمحًا إلى أن العدوى الفيروسية قد تكون متورطة إلى حد ما في المرض.
منذ ذلك الحين، عززت سلسلة من الدراسات العلاقة بين مرض الألزهايمر و«HSV-1» بالإضافة إلى مسببات الأمراض الأخرى، وخاصة فيروسات الهربس HHV6A و HHV6B، ولكن ثبت أن السببية ظلت بعيدة المنال وغير أكيدة.
الآن في دراسة جديدة نُشرت في مجلة Neuron بواسطة باحثين من الولايات المتحدة، وجد الباحثون من خلال رؤية فاحصة للمئات من العقول المريضة بالألزهايمر لثلاثة مجموعات منفصلة عدم وجود دليل على زيادة مستويات الحمض النووي الريبوزي – RNA أو الحمض النووي – DNA لـ HHV6A أو HHV6B (أنواع أخرى من فيروسات الهربس) في أنسجة الأشخاص المصابين بمرض الألزهايمر نسبةً إلى الآخرين الأصحاء، وبعد التوصل لنتائج هذه الدراسة وضح «ستيفن جاكوبسون» رئيس قسم علم المناعة الفيروسي في المعهد الوطني للاضطرابات العصبية والسكتات الدماغية، أن النتائج مجتمعة لا تدعم الارتباط بين فيروسات الهربس ومرض الألزهايمر، لكنها لا تستبعد ذلك أيضًا، بمعنى انه لا يشترط غياب أو انخفاض مستويات الأحماض النووية الفيروسية وقت الوفاة وأن الفيروسات لا تلعب دورًا في المراحل المبكرة من المرض.
فرط كوليسترول الدم العائلي، أو FH ، عبارة عن طفرة جينية موروثة تؤثر على كيفية إعادة تدوير الجسم للكوليسترول المنخفض الكثافة (LDL) (الكولسترول السيئ). لذلك، عند تركها بدون علاج، تظل مستويات LDL في الدم مرتفعة جدًا. تميل مستويات الكولسترول لدى الجميع إلى الارتفاع مع تقدمهم في العمر، ولكن بالنسبة لأولئك الذين يعانون من FH، فإنهم يبدأون بمستويات عالية من LDL، والتي ترتفع أكثر. تمامًا مثل مشاكل الكوليسترول غير الموروثة، يمكن أن تؤدي مستويات LDL العالية إلى تراكم الصفائح الدموية، مما يؤدي إلى زيادة خطر الإصابة بأمراض القلب التاجية. على مدى 30 عامًا، عند مقارنته بالأشخاص الذين لديهم متوسط مستويات الكوليسترول الضار، فإن الأشخاص الذين يعانون من FH لديهم خطر أكبر خمس مرات لأمراض القلب، ولكن كيف يساعد التعلم الآلي في تشخيص ارتفاع الكوليسترول في الدم؟
كيف يتم تشخيص هذا المرض؟
وفقًا للمسح الوطني لفحص الصحة والتغذية، يعاني واحد من كل 250 شخصًا بالغًا من طفرة جينية FH، ويتأثر بها الرجال والنساء بالتساوي. الطريقة الأكثر شهرة لتشخيص FH هي الاختبار الجيني. ومع ذلك، لم يتم تنفيذ الاختبار الجيني عالميًا. يتطلب تطبيق وتفسير نتائجه خبرة متخصصة، ولهذا السبب، لا يتوفر الاختبار الجيني لـ FH إلا في مستشفيات جامعية مختارة، لذلك، تم تنفيذ الإجراءات السريرية لتشخيص FH.
النتائج السريرية أسهل بكثير وأقل تكلفة للتنفيذ ولكنها أقل دقة من الاختبارات الجينية. النتيجة السريرية الأكثر شيوعًا هي نقاط الدهون، والتي تأخذ في الاعتبار التاريخ السريري للفرد، والتاريخ العائلي لأمراض القلب والأوعية الدموية المبكرة، ومستويات LDL، والفحص البدني.
كيف يساعد التعلم الآلي في تشخيص ارتفاع الكوليسترول في الدم؟
في دراسة حديثة نشرت في «المجلة الأوروبية لأمراض القلب الوقائية»، قام فريق من الباحثين باستكشاف خوارزميات التعلم بالقطع لتشخيص FH.
درسوا ثلاث خوارزميات التعلم الآلي المختلفة، كانت الخوارزميات الثلاثة المستخدمة في هذه الدراسة شجرة تصنيف، وتعزيز التدرج، والشبكة العصبية. تفوقت كل خوارزميات التعلم الآلي على طريقة الدهون الهولندية في تشخيص FH.
جمع الباحثون بيانات من 248 مريضًا من عيادة FH Gothenburg و 364 مريضًا من FH-CEGP Milan، تم شق الأول في مجموعة بيانات تدريبية ومجموعة اختبار، في حين تم اختبار الخوارزمية المدربة على مجموعة البيانات الكاملة للأخيرة، وبالتالي اصبح واضحا كيف يساعد التعلم الآلي في تشخيص ارتفاع الكريسترول في الدم؟بق
و يوضح احد الباحثين انه لا تعني هذه النتائج أن التعلم الآلي يمكن أن يحل محل نقاط الدهون الهولندية على مستوى السكان؛ بدلاً من ذلك، يمكن أن يساعد التعلم الآلي في التشخيص الوراثي لفرط كوليسترول الدم العائلي، خاصة في سياق عيادات الدهون المتخصصة.
كيف يسبب «التوكسوبلازما» تغيرات جينية للذكور؟ تشير آخر الإحصائيات إلى أن ما بين 25 إلى 80 في المائة من سكان العالم مصابون بطفيلي يسمى «Toxoplasma gondii». في معظم الأحيان، يكون المرض الناجم عن العدوى الطفيلية خفيفًا، ولكن يمكن أن يسبب مشاكل أكثر خطورة في الأشخاص الذين يعانون من ضعف جهاز المناعة والرضع والنساء الحوامل، وقد وجد الباحثون الآن أن الطفيلي يمكن أن يسبب تغيرات جينية في ذكور الفئران تؤثر على التعبير الجيني في نسلهم.
تأثير ععدوى التوكسوبلازما على ذكور الفئران :
كانت هناك تغييرات في وظيفة الدماغ وسلوك الفئران المولودة لذكور الفئران المصابة بمرض التوكسوبلازما (مقارنة بالفئران المولودة لذكور الفئران غير المصابة). يجب التحكم في التعبير الجيني بعناية من قبل الخلايا، وهناك مجموعة متنوعة من الطرق لتنظيم الجينات. واحدة من هذه الطرق هي العلامات اللاجينية – المجموعات الكيميائية التي تعدل الجينوم – حيث تسببت عدوى التوكسوبلازما في تغيرات جينية في الحيوانات المنوية في ذكور الفئران، وهناك أدلة تشير إلى أن هذه الأنواع من التغيرات الجينية في الحيوانات المنوية تنتقل إلى النسل.
هل تنتقل هذه التغييرات الچينية إلى الأجيال اللاحقة؟
وقد ثبت أن عدوى التوكسوبلازما تسبب تغيرات جينية طويلة المدى في مجموعة من الخلايا حول أجسامنا. هذه تغييرات لا تغير التسلسل الجيني للحمض النووي، ولكنها تؤثر على التعبير الجيني – أي أنه يتم تشغيل الجينات أو إيقاف تشغيلها، نظرًا لأن التغييرات الجينية الأخرى في الآباء – مثل تلك التي تسببها الصدمة أو التدخين – يمكن أن تؤثر على أطفالهم، قررنا النظر فيما إذا كانت آثار التغيرات الجينية الناتجة عن عدوى التوكسوبلازما يمكن أيضًا أن تنتقل بين الأجيال القادمة ام لا؟
تأثير العدوى الطفيلية على الحمض النووي الريبيوزي و سلوك الأجيال التالية و كيف يسبب «التوكسوبلازما» تغيرات جينية للذكور؟ :
أظهر نموذج الفأر المستخدم في هذه الدراسة أن هذه التغييرات الجينية كانت لها تأثير، حيث تؤثر هذه التغييرات في مستويات الحمض النووي الريبيوزي الصغيرة على التعبير الجيني، وبالتالي يمكن أن تؤثر على نمو الدماغ وسلوك الأبناء، حتى الجيل التالي للذكور المصابين الأصليين – أظهروا تغييرات في سلوكهم أيضا.
تأثير الأمراض المعدية على البشر:
عادة ما يتم التفكير أكثر في كيفية تأثير الأمراض المعدية لدى النساء على نمو الجنين، ولكن ربما يكون لبعض الإصابات لدى الرجال آثار طويلة المدى على صحة الأجيال اللاحقة. وهذا بالتأكيد شيء مُتبع، كلاهما ينظران إلى ما يحدث في البشر، بما في ذلك النماذج الحيوانية للعدوى بفيروس – SARS-CoV-2 الذي يسبب مرض COVID-19 “.
لماذا يزداد تلوث الهواء في أفريقيا؟ أفاد بحث جديد نُشر في مجلة «Environmental Research Letters» أن تلوث الهواء في إفريقيا قد ازداد بشكل ملحوظ في نصف القرن الماضي. باستخدام نتائج جُمعت من إثيوبيا وكينيا وأوغندا كدراسات لقياس مستويات تلوث الجسيمات (PM) والرؤية، تدعو نتائج الدراسة إلى الحاجة الملحة لتحسين مراقبة نسبة جودة الهواء.
أسباب تلوث الهواء في شرق أفريقيا
تم إجراء الدراسة من قبل باحثين من جامعة «برمنغهام» وقد قاموا بدراسة عواصم البلدان مثل «أديس أبابا» «ونيروبي» «وكمبالا» لتحديد كيفية تأثير الانبعاثات الملوثة من السيارات وآلات توليد الطاقة منذ السبعينيات على المنطقة. وقد أفاد احد الباحثين في الدراسة من خلال الدلائل إلى أن جودة الهواء المحيط في المواقع الحضارية الإفريقية غالبًا ما تكون سيئة، بسبب ارتفاع معدلات الإنتاج والنمو السكاني مما يؤدي إلى البناء على نطاق واسع وزيادة استخدام الطاقة وانبعاثات المركبات والمصانع.وهذا قد يجيب على سؤال لماذا يزداد تلوث الهواء في أفريقيا؟
مقدار تلوث الهواء في عواصم القارة السمراء :
يعتبر تلوث الهواء مصدر قلق كبير في شرق أفريقيا بسبب تأثيره على صحة الإنسان، هناك عدد قليل من شبكات مراقبة جودة الهواء، مما ينتج عن ذلك القليل من البيانات المتعلقة بجودة الهواء على المدى الطويل، ولكن يمكن قياس نسبة التلوث من خلال معدل وضوح الرؤية في المدن الكبرى كبديل عن طرق قياس التلوث البيئي، تظهر النتائج انخفاضًا ملحوظًا في الرؤية في «نيروبي» بنسبة 60٪، «وكمبالا» بنسبة 56٪، «وأديس أبابا» بنسبة 34٪. كذالك ارتفعت مستويات التلوث بنسبة 182٪، و 162٪ ، و 62٪ على التوالي خلال الـ 45 سنة الماضية.
أخطار تلوث الهواء و تهديداته المستقبلية :
يشكل تلوث الهواء تهديدات صحية واقتصادية واجتماعية كبيرة للمدن حول العالم – مرتبط ارتباطًا وثيقًا بكيفية تخطيطنا وإدارتنا وعيشنا في المناطق الحضارية. شرق أفريقيا ليست استثناءً لذلك، ولكنها تفتقر إلى قوة بيانات جودة الهواء.
حتى الآن، لم تتمكن أي دراسات من تقييم دور العوامل الاجتماعية والاقتصادية عند زيادة تلوث الهواء في شرق أفريقيا، حيث تتوفر البيانات التي تساعدنا على فهم هذه العلاقة وتوفر حجر الأساس الذي يتم الحاجة إليه لدراسة الهواء في المناطق الحضارية في شرق إفريقيا الذى يمكن أن يساعد في تقييم التدخلات المستقبلية لتحسين جودة الهواء في المنطقة.
يرتبط تناول الملح المفرط بالعواقب الصحية لأكثر من مجرد تأثيره على القلب والأوعية الدموية.
هل تناول الملح يُضعف جهازنا المناعي؟
يبدو أن الجهاز المناعي يتأثر سلبًا أيضًا. في دراسة جديدة، اكتشف الباحثون أدلة جديدة على أن “الإفراط في تناول الملح” يقلل من قوة جهاز المناعة – على الرغم من الأدلة السابقة التي تشير إلى خلاف ذلك. يعتبر الكثير من الملح “سيئًا” لصحة الإنسان في المقام الأول لأنه له تأثير سلبي حيث يزد من الخطر الأمراض القلبية الوعائية، مثل ضغط الدم. يرتبط ارتفاع ضغط الدم بخطر الإصابة بأمراض القلب، مثل النوبة القلبية والسكتة الدماغية، في الولايات المتحدة، تعد أمراض القلب السبب الرئيسي للوفاة.
تأثير تركيز الملح في جسم الإنسان :
بشكل عام، ينظم جسم الإنسان تركيزات الملح في الدم للحفاظ على وظيفة العضو الصحية. الجلد هو استثناء، يعمل بمثابة “خزان الملح”، والذي يفسر نتائج الدراسة السابقة حيث ساعد الاستهلاك الكبير من الملح الحيوانات المختبرية في التعافي من التهابات الجلد الطفيلية خلال العملية التنظيمية، تقوم الكلى بتصفية الملح من الجسم وإزالته عن طريق البول. ومع ذلك، فإن المستشعر نفسه الذي يؤدي إلى إزالة الملح يؤدي أيضًا إلى تراكم «جلايكورتيكود»، مما يمنع وظيفة الخلايا المحببة المناعية. «الجلوكوكورتيكويدات» هي نوع من الهرمونات المضادة للالتهابات المعروفة بقمع جهاز المناعة، و«الخلايا المحببة» هي النوع الأكثر شيوعًا من الخلايا المناعية الموجودة في الدم. وبالتالي، فإن المستويات العالية من المستويات السابقة والمنخفضة للأخيرة يمكن أن تضر بالاستجابة المناعية.
دراسات على الفئران و البشر :
درس الباحثون أولاً نموذجًا للفأر لاستهلاك الملح العالي، مع ملاحظة كمية متزايدة من الالتهابات البكتيرية الشديدة، كان يعتقد أن هذه النتيجة تحدث بسبب انخفاض وظيفة الخلايا المحببة، وهو أمر حيوي للحركة المضادة للبكتيريا في الاستجابة المناعية. اختبروا الاستجابة لكل من «عدوى الليستريا» و«المسالك البولية»، مع ملاحظة كفاح الجهاز المناعي للاستجابة في كلا السيناريوهين. في دراسة بشرية، استهلك المشاركون ستة جرامات إضافية من الملح يوميًا، وهو ما يعادل محتوى الملح في وجبتين للوجبات السريعة، وفقًا للباحثين. أثناء تحليل الدم، لاحظ الباحثون انخفاض في وظيفة الخلايا المحببة والاستجابة لنمو البكتيريا وزيادة مستويات «الكورتيزون».
وفقًا «لإدارة الغذاء والدواء الأمريكية»، يستهلك الأمريكيون حوالي 3400 ملليجرام من الملح يوميًا، أي ما يزيد عن 1100 ملليجرام من الموصى به.
هل العلاج بتبريد الخلايا العصبية التالفة حل ناجح ؟
هل العلاج بتبريد الخلايا العصبية التالفة حل ناجح ؟ وفقًا لمراكز السيطرة على الأمراض والوقاية منها، في عام 2014، كان هناك حوالي 2.87 مليون حالة من حوادث الزيارات الطارئة المتعلقة بإصابات الدماغ الناجمة عن حوادث السيارات والإصابات الرياضية والاعتداءات والسقوط جزئيًا.
علاج الإصابات الدماغية :
لا يوجد علاج معتمد لهذه الإصابات، والتي يمكن أن تكون لها عواقب وخيمة على المدى الطويل وقد تقلل من عمر بعض الأشخاص. يدرس العلماء كيف يمكن أن يساعد انخفاض حرارة الجسم أو التبريد في علاج هذه الإصابات. درس باحثون في «جامعة ويسكونسن – ماديسون» في آثار هذا العلاج على المستوى الخلوي، وتم الإبلاغ عن نتائجهم في مجلة PLOS ONE
طريقة العلاج بالتبريد :
قام الباحثون بتنمية الخلايا العصبية في بيئة غذائية في المعمل وتعريضها لمحفز ميكانيكي يهدف إلى محاكاة تلف الخلايا الذي قد ينتج عن ارتجاج، ثم قاموا بتبريد الخلايا إلى واحدة من أربع درجات حرارة. قرروا أن العلاج يجب أن يكون معدلاً، بعد العثور على المستويات والمعايير الصحيحة، كان هناك تأثير مثير للإعجاب.
نتائج و ملاحظات الدراسة :
وقد لوحظت أكبر فائدة عند 33 درجة مئوية، عند تطبيقها بعد 24 و 48 ساعة من الإصابة. عندما تم تبريد الخلايا إلى 31 درجة مئوية، كان هناك تأثير ضار. كما يجب تقديم العلاج في غضون أربع ساعات من الإصابة، ويجب أن يستمر لمدة ست ساعات على الأقل للحصول على أفضل نتيجة. وأشار فرانك إلى أنه حتى 30 دقيقة من التبريد كانت كانت مفيدة.
لوحظت أكبر فائدة عند 33 درجة مئوية، عند تطبيقها بعد 24 و 48 ساعة من الإصابة. عندما تم تبريد الخلايا إلى 31 درجة ممئوية. ميكروغراف متحد البؤرة لمجموعات الخلايا بعد العلاج بإنخفاض حرارة الجسم بعد الإصابة. / حقوق الصورة : بيل جراف / جامعة ويسكونسن – ماديسون
مستقبل تطبيق طريقة العلاج بالتبريد :
سيكون هناك المزيد لتعلمه قبل أن يصبح هذا علاجًا شائع الاستخدام في العيادة، يمكن أن يكون لخفض درجة حرارة الجسم بأكمله عواقب سلبية، لذلك يجب أن يقتصر التبريد على الدماغ.ويأمل الباحثين أن تثير دراستهم الدافع المتجدد والاهتمام في حل التحديات التقنية لإيصال هذا النوع من العلاج للمرضى في المستقبل.
طبقة الأوزون فوق قارة أنتاركتيكا تتعافى ،حيث تعافت طبقة الأوزون فوق القارة القطبية الجنوبية كثيرًا، فقد توقفت بالفعل عن العديد من التغييرات المقلقة، في الغلاف الجوي لنصف الكرة الجنوبي. فإذا كنت تبحث عن شخص تشكره، فأشكر العالم بأسره.
تشير دراسة جديدة إلى أن «بروتوكول مونتريال» – اتفاقية عام 1987 لوقف إنتاج المواد المستنفدة للأوزون (ODSs) – يمكن أن يكون مسؤولاً عن إيقاف، أو حتى عكس، بعض التغييرات المثيرة للقلق في التيارات الهوائية، حول نصف الكرة الجنوبي التي تدور حول أقطاب كوكبنا على ارتفاع عال والتيارات الهوائية السريعة المعروفة باسم «التيارات النفاثة».
طبقة الأوزون فوق القارة القطبية الجنوبية المتجمدة تتعافى
قبل نهاية القرن، كان استنفاد الأوزون يقود التيار النفاث الجنوبي إلى الجنوب أكثر من المعتاد. هذا انتهى بتغيير أنماط هطول الأمطار، وربما تيارات المحيطات أيضًا.
ثم، بعد عقد من الزمان أو ما بعد التوقيع على البروتوكول، توقف هذا الترحيل فجأة. هل كانت صدفة؟ باستخدام مجموعة من النماذج والمحاكاة الحاسوبية، أظهر الباحثون الآن أن هذا التوقف المؤقت في الحركة، لم يكن مدفوعًا بالتحولات الطبيعية في الرياح وحدها.
وبدلاً من ذلك، يمكن فقط للتغيرات في الأوزون أن تفسر سبب توقف زحف التيار النفاث فجأة. وبعبارة أخرى، يبدو أن تأثير «بروتوكول مونتريال» قد أوقف مؤقتًا، أو حتى انعكس قليلاً، الهجرة الجنوبية للتيار النفاث، وللمرة، هذه أخبار جيدة في الواقع. في أستراليا، على سبيل المثال، زادت التغييرات في «التيار النفاث» من خطر الجفاف من خلال دفع المطر بعيدًا عن المناطق الساحلية. إذا انعكس الاتجاه، فقد تعود هذه الأمطار.
ثقب الأوزون :
في حين أن التحسينات في تقليص اعتمادنا على المواد المستنفدة للأوزون سمحت بالتأكيد للأوزون بالتعافي إلى حد ما، فإن مستويات ثاني أكسيد الكربون تستمر في الزحف إلى أعلى وتعرض كل هذا التقدم للخطر.
في العام الماضي، وصل ثقب الأوزون فوق أنتاركتيكا إلى أعلى مستوى سنوي له منذ عام 1982،
ولكن لم يتم حل المشكلة، وقد يكون لهذا السجل علاقة مع درجات حرارة معتدلة بشكل غير معتاد في تلك الطبقة من الغلاف الجوي. أو تبقى مسطحة أو معكوسة. “
ما هو أكثر من ذلك، في السنوات الأخيرة، كانت هناك زيادة في المواد الكيميائية المستنفدة للأوزون، قادمة من المناطق الصناعية في الصين.
إن شد الصراع بين الآثار المتعارضة لاستعادة الأوزون وارتفاع غازات الدفيئة هو الذي سيحدد الاتجاهات المستقبلية.” «بروتوكول مونتريال» دليل على أنه إذا اتخذنا إجراءات عالمية وفورية يمكننا المساعدة في إيقاف بعض الضرر الذي بدأناه أو حتى عكسه. ومع ذلك، حتى الآن، فإن الارتفاع المطرد في انبعاثات غازات الاحتباس الحراري يذكرنا بأن أحد هذه الإجراءات لا يكفي ببساطة.
لم يجد تحليل Scripps Research لبيانات تسلسل الجينوم العام للفيروس المستجد SARS-CoV-2 والفيروسات ذات الصلة أي دليل على أن الفيروس قد تم صنعه في المختبر أو تم هندسته بطريقة أخرى .
لم يجد تحليل بيانات تسلسل الجينوم العام من SARS-CoV-2 والفيروسات ذات الصلة أي دليل على أن الفيروس تم صنعه في مختبر أو هندسته بأي شكل آخر. قالت كريستيان أندرسن، الأستاذ المساعد في علم المناعة والأحياء الدقيقة في سكريبس ريسيرش والمؤلف المقابل لها: “من خلال مقارنة بيانات تسلسل الجينوم المتاحة لسلالات الفيروس التاجي المعروفة، يمكننا أن نحدد بحزم أن سارس – CoV – 2 نشأ من خلال العمليات الطبيعية“.
بالإضافة إلى أندرسن، مؤلفو الورقة البحثية ، “الأصل القريب لـ SARS-CoV-2” ، يشمل (روبرت ف. جاري، من جامعة تولين. إدوارد هولمز، من جامعة سيدني؛ أندرو رامباوت من جامعة ادنبره. دبليو إيان ليبكين، من جامعة كولومبيا). الفيروسات التاجية هي عائلة كبيرة من الفيروسات التي يمكن أن تسبب أمراضًا تتراوح شدتها على نطاق واسع. ظهر أول مرض حاد معروف بسبب فيروس تاجي مع وباء متلازمة الالتهاب الرئوي الحاد (سارس) عام 2003 في الصين. بدأ اندلاع مرض ثانٍ في عام 2012 في المملكة العربية السعودية مع متلازمة الشرق الأوسط التنفسية (MERS).
كيف بدأ الفيروس :
في 31 ديسمبر من العام الماضي، حذرت السلطات الصينية منظمة الصحة العالمية من تفشي سلالة جديدة من الفيروس التاجي تسبب مرضًا شديدًا، والذي تم تسميته لاحقًا باسم SARS-CoV-2.
اعتبارًا من 20 فبراير 2020 ، تم توثيق ما يقرب من 167،500 حالة COVID-19، على الرغم من أن العديد من الحالات الأكثر اعتدالًا لم يتم تشخيصها على الأرجح. قتل الفيروس أكثر من 6600 شخص.
بعد وقت قصير من بدء الوباء ، قام العلماء الصينيون بتسلسل جينوم السارس – CoV – 2 وجعلوا البيانات متاحة للباحثين في جميع أنحاء العالم. أظهرت بيانات تسلسل الجينوم الناتجة أن السلطات الصينية اكتشفت بسرعة الوباء وأن عدد حالات COVID-19 في تزايد بسبب انتقال الإنسان إلى الإنسان بعد إدخال واحد في السكان البشر. استخدم أندرسن والمتعاونون في العديد من مؤسسات البحث الأخرى بيانات التسلسل هذه لاستكشاف أصول وتطور السارس – CoV – 2 من خلال التركيز على العديد من الميزات الفريدة للفيروس.
قام العلماء بتحليل النموذج الجيني لبروتينات السنبلة ، والتجهيزات الموجودة على السطح الخارجي للفيروس الذي يستخدمه لانتزاع وتغلغل الجدران الخارجية للخلايا البشرية والحيوانية. بشكل أكثر تحديدًا ، ركزوا على سمتين مهمتين لبروتين السنبلة: مجال ربط المستقبلات (RBD) ، وهو نوع من خطاف التصارع الذي يمسك بالخلايا المضيفة ، وموقع الانقسام ، وهو عبارة عن فتاحة علب جزيئية تسمح للفيروس بالتشقق وأدخل الخلايا المضيفة.
دليل على التطور الطبيعي :
وجد العلماء أن جزء RBD من بروتينات السارس CoV-2 قد تطور ليستهدف بشكل فعال سمة جزيئية على السطح الخارجي للخلايا البشرية تسمى ACE2 ، وهو مستقبل يشارك في تنظيم ضغط الدم. كان بروتين ارتفاع السارس – 2 في فعال للغاية في ربط الخلايا البشرية ، في الواقع ، استنتج العلماء أنه نتيجة للانتقاء الطبيعي وليس نتاج الهندسة الوراثية.
تم دعم هذا الدليل على التطور الطبيعي ببيانات عن العمود الفقري لـ SARS-CoV-2 – هيكلها الجزيئي الشامل. إذا كان شخص ما يسعى إلى هندسة فيروس تاجي جديد كفيروس ممرض، لكان قد أنشأه من العمود الفقري لفيروس معروف أنه يسبب المرض. لكن العلماء وجدوا أن العمود الفقري SARS-CoV-2 اختلف اختلافًا كبيرًا عن تلك الموجودة في الفيروسات التاجية المعروفة بالفعل ، وشبه في الغالب الفيروسات ذات الصلة الموجودة في الخفافيش والبنغولين.
قال أندرسون “هاتان السمتان للفيروس ، الطفرات في الجزء RBD من بروتين السنبلة وعموده الفقري المميز ، تستبعد المعالجة المختبرية كأصل محتمل للسارس – CoV – 2”.
وقال جوزي غولدنغ ، دكتوراه ، رئيس الأوبئة في ويلكوم ترست ومقرها المملكة المتحدة ، إن النتائج التي توصل إليها أندرسون وزملاؤه “ذات أهمية حاسمة في تقديم نظرة مبنية على الأدلة إلى الشائعات التي تم تداولها حول أصول الفيروس (SARS-CoV) -2) مسببة COVID-19 “.
واستناداً إلى تحليل التسلسل الجينومي، خلص أندرسن ومعاونوه إلى أن الأصول الأكثر احتمالاً للإصابة بالسارس – CoV – 2 اتبعت أحد السيناريوهين المحتملين.
سيناريوهات أصل الفيروس :
في أحد السيناريوهات ، تطور الفيروس إلى حالته المرضية الحالية من خلال الانتقاء الطبيعي في مضيف غير بشري ثم قفز إلى البشر. هذه هي الطريقة التي ظهر بها تفشي الفيروس التاجي السابق ، حيث يصاب البشر بالفيروس بعد التعرض المباشر للزباد (السارس) والجمال (MERS). اقترح الباحثون أن الخفافيش هي المستودع الأكثر ترجيحًا للسارس – CoV – 2 لأنها تشبه إلى حد كبير فيروس الخفافيش التاجي. لا توجد حالات موثقة للانتقال المباشر بين الخفافيش والبشرومع ذلك، مما يشير إلى أنه من المحتمل أن يكون مضيفًا متوسطًا متورطًا بين الخفافيش والبشر.
في هذا السيناريو، كان من الممكن أن تتطور كلتا السمتين المميزتين لبروتين ارتفاع السارس CoV-2 – الجزء RBD الذي يرتبط بالخلايا وموقع الانقسام الذي يفتح الفيروس – إلى حالتهما الحالية قبل دخول البشر. في هذه الحالة ، ربما كان الوباء الحالي قد ظهر بسرعة بمجرد إصابة البشر، حيث كان الفيروس قد طور بالفعل الميزات التي تجعله ممرضًا وقادرًا على الانتشار بين الناس.
في السيناريو المقترح الآخر، قفزت نسخة غير مسببة من الفيروس من مضيف حيواني إلى البشر ثم تطورت إلى حالتها المرضية الحالية بين السكان. على سبيل المثال، تحتوي بعض الفيروسات التاجية من البنغولين، الثدييات الشبيهة بالآرماديلو الموجودة في آسيا وأفريقيا، على بنية RBD تشبه إلى حد كبير هيكل سارس – CoV-2. ربما كان من الممكن أن ينتقل فيروس تاجي من بانجولين إلى الإنسان، إما مباشرة أو من خلال مضيف وسيط مثل الزباد أو النمس.
ثم كان من الممكن أن يتطور موقع بروتين السنبلة المميز الآخر لـ SARS-CoV-2 ، موقع الانقسام ، داخل مضيف بشري ، ربما عن طريق دوران محدود غير مكتشف في السكان قبل بداية الوباء. ووجد الباحثون أن موقع انقسام السارس – سى في – 2 يبدو مشابهًا لمواقع انقسام سلالات إنفلونزا الطيور التي ثبت أنها تنتقل بسهولة بين الأشخاص. كان من الممكن أن يكون السارس – CoV-2 قد طور موقعًا للانقسام الفيروسي في الخلايا البشرية وسرعان ما بدأ الوباء الحالي ، حيث ربما أصبح الفيروس التاجي أكثر قدرة على الانتشار بين الناس.
وحذر المؤلف المشارك في الدراسة أندرو رامبو من أنه من الصعب إن لم يكن من المستحيل معرفة أي من السيناريوهات على الأرجح في هذه المرحلة. إذا دخل السارس- CoV-2 البشر في صورته المرضية الحالية من مصدر حيواني، فإنه يثير احتمالية تفشي المرض في المستقبل، حيث يمكن أن تنتقل سلالة الفيروس المسببة للمرض بين الحيوانات وقد تقفز مرة أخرى إلى البشر. الاحتمالات أقل من دخول الفيروس التاجي غير الممرض إلى السكان البشريين ثم تطور خصائص مشابهة لـ SARS-CoV-2
اكتشاف نوع جديد من انفصام الشخصية، كشفت دراسة جديدة أن جميع المصابين بالفصام لا يظهرون نفس بنية الدماغ غير الطبيعية.
عند مسح أدمغة أكثر من 300 من مرضى الفصام، يعتقد الباحثون الآن أنهم حددوا نوعين فرعيين من التشريح العصبي، لهذا الاضطراب العصبي الغامض؛ واحد منهم لم يتم اكتشافه من قبل.
المادة الرمادية و علاقتها بانفصام الشخصية :
اكتشاف نوع جديد من انفصام الشخصية، اليوم، البيولوجيا العصبية للفصام ليست مفهومة بشكل جيد، ولكن تاريخيا، تم ربطها بانخفاض حجم المادة الرمادية، وهو نوع أنسجة المخ التي تحتوي على الجسم الرئيسي للخلايا العصبية.
هذا نمط نموذجي للمرض يستمر في الظهور في الأبحاث، لكن بينما أظهر غالبية المرضى في هذه الدراسة الجديدة أيضًا هذه النواقص، كان لدى جزء كبير مستويات مادة رمادية صحية بشكل مدهش.
يوضح كريستوس دافاتسيكوس، اختصاصي الأشعة في جامعة بنسلفانيا: “أظهرت العديد من الدراسات الأخرى، أن المصابين بمرض انفصام الشخصية لديهم كميات أقل بكثير من المادة الرمادية مقارنة بعناصر التحكم الصحية”.
“ومع ذلك، لم يكن الأمر كذلك بالنسبة لثلث المرضى على الأقل، فقد كانت أدمغتهم طبيعية تمامًا تقريبًا”.
الشيء الوحيد الذي برز هو :
الزيادة في حجم العقد القاعدية، وهو الجزء من الدماغ المسؤول في المقام الأول عن التحكم في الحركات.
على الرغم من أن الفصام هو اضطراب في العقل يتداخل مع المعالجة المستمرة للواقع، إلا أنه يمكن أن يؤدي أيضًا إلى مشاكل جسدية مثل الحركات البطيئة والتشنجات اللاإرادية.لكن أنماط الدماغ هذه لا تتوافق تمامًا مع الإجماع الحالي على مرض انفصام الشخصية.
في الواقع، فإن فكرة “عدم التجانس التشريحي العصبي” – حيث قد يظهر بعض الأشخاص عجز في المخ في حين أن البعض الآخر لا – قد تم النظر فيها مؤخرًا فقط.
وخلص الباحثون إلى أن :
“هذه النتائج تتحدى المفهوم التقليدي المتمثل في أن فقدان حجم الدماغ هو سمة عامة للفصام”.
باستخدام التعلم الآلي، قام الفريق بتحليل فحوصات الدماغ لـ 307 من مرضى الفصام و 364 من عناصر التحكم الصحية، وصنفهم إلى أنواع فرعية تشريحية عصبية.
وفي الاجماع، لم يُظهر ما يقرب من 40 في المائة من المشاركين المصابين بالفصام النمط المعتاد للمادة الرمادية المخفضة.
في بعض الحالات، أظهروا في الواقع المزيد من حجم المخ في منتصف الدماغ، في جزء يسمى (المخطط).
لا يمكن العثور على تفسير واضح للنتائج – وليس الدواء أو العمر أو أي عوامل بشرية أخرى.
يقول دافاتزيكوس: “هذا هو الجزء الذي نشعر فيه بالحيرة الآن”.
“نحن لا نعرف. ما نعرفه هو أن الدراسات التي تضع كل مرضى الفصام في مجموعة واحدة ، عند البحث عن ارتباطات مع الاستجابة للعلاج أو التدابير السريرية ، قد لا تستخدم النهج الأفضل”.
(اكتشاف نوع جديد من انفصام الشخصية من خلال الفحوصات على الدماغ) ملخص لنوعين من الفصام ، SCZ 1 و SCZ 2. (Chand et al.، Brain، 2020)
(اكتشاف نوع جديد من انفصام الشخصية)
تصنيف و وصف المرض :
المرضى الذين صُنفوا في أي نوع فرعي من الدماغ عانوا من مستويات متشابهة من الأعراض وتم علاجهم بنفس الجرعة تقريبًا. ربط بحث سابق بين أحجام القشرية المنخفضة والعقاقير المضادة للنسيان، لكن الباحثين لم يكتشفوا مثل هذه الاختلافات بين النوعين الفرعيين.
ويلاحظ الفريق أن اختلافات الدماغ بين الأنواع الفرعية لا تزال تتأثر بعواقب تناول الدواء، على سبيل المثال، مقاومة أعلى للعلاج في النوع الفرعي 1 مقارنة بالنوع الفرعي 2، الذي يبدو أن أحجامه القشرية لا تقل.
لكن الجوانب الأخرى – مثل عدم وجود اختلاف في شدة الأعراض – لا تدعم هذا التفسير.
وقد ألمحت دراسات حديثة أخرى أيضًا إلى عرض أكثر تنوعًا لمرض انفصام الشخصية في الدماغ؛ بالنظر إلى كيف يمكن أن تكون أعراض الفصام المتغيرة، وعدد قليل من الناس يستجيبون للعلاج، فإن هذه الفكرة القائلة بأن حجمًا واحدًا لا يناسب الجميع لا يخلو من الصحة او الثقة.
ولكن ثبت أن من الصعب للغاية ربط هذه الأعراض بأنماط او حالات في المخ، خاصة وأن النماذج الحيوانية ليست مفيدة في تشخيص الأمراض إلى حد كبير من خلال الإبلاغ الذاتي.
وقال دافاتزيكوس “إن الرسالة الرئيسية هي أن الأسس البيولوجية للفصام – وفي الواقع العديد من الاضطرابات العصبية والنفسية الأخرى – غير متجانسة للغاية”
نظام مقترح جديد لتصنيف و تشخيص مرض الانفصام في الشخصية :
يصنف أحدث تصنيف لمرض انفصام الشخصية في DSM-V الحالة على أنها طيف يستند إلى الأعراض وحدها، بعد أن ابتعد عن الأنواع الفرعية السلوكية، مثل جنون العظمة والكاتون.
لكن يعتقد أن ملاحظات التنوع العصبي في مثل هذه الاضطرابات، يمكن أن تأخذ في النهاية فئات التشخيص إلى أبعد من ذلك بكثير.
“في المستقبل، لن نقول،” هذا المريض مصاب بانفصام الشخصية ، “سنقول ،” هذا المريض لديه هذا النوع الفرعي “أو” هذا النمط غير الطبيعي “، بدلاً من مظلة واسعة واحدة التي تصنف الجميع “.
سيتعين علينا انتظار المزيد من الأبحاث في علم التشريح العصبي لمختلف الاضطرابات، لمعرفة ما إذا كان هذا التصنيف ممكنًا أم لا في انفصام الشخصية.
الديناصورات كانت تصاب بسرطان العظام ايضا مثل البشر !
حدد العلماء أقدم حالة معروفة من نوع فريد من السرطان في عظام الديناصورات الشبيهة بالبط.
أعلن الباحثون في 10 شباط / فبراير في تقارير علمية أن الشذوذات المحفوظة في عظام الزواحف القديمة تشبه تلك التي شوهدت في عظام المصابين بهذا المرض النادر.
يقول بروس روتشيلد، عالم الأحافير الفقاري في متحف كارنيجي للتاريخ الطبيعي في بيتسبيرغ والمؤلف المشارك في الدراسة الجديدة، إن دراسة الآثار المتحجرة للأمراض في الديناصورات يمكن أن يسلط الضوء على مدى وجود بعض الأمراض وكيف تغيرت بمرور الوقت.
يقول ايضا: “ليس هذا هو الورم الأول الذي تم اكتشافه في الديناصورات ، لكنه الأول من هذا النوع المعين”. “عندما تحدث في الديناصورات ، فإنها لا تبدو مختلفة عما هي عليه فينا.”
تشخيص المرض في الديناصورات ليس بالأمر السهل :
حيث ان معظم الأنسجة الرخوة التي تعثرت بها منذ ملايين السنين، وغالبًا ما تكون الهياكل العظمية المتبقية غير مكتملة. ومع ذلك، تمكن علماء الحفريات من تحديد مجموعة رائعة من الأمراض، من النقرس إلى التهاب المفاصل والسرطان. يقول روتشيلد إن الديناصورات الشبيهة بالبط، أو الهدروصورات، تبدو عرضة بشكل خاص للأورام لأسباب لا تزال غامضة. عاشت هذه الديناصورات العاشبة في قطعان كبيرة خلال أواخر العصر الطباشيري ويمكن أن تنمو إلى أكثر من 30 قدمًا وتزن عدة أطنان.
تم العثور على حفريات هادروسور حول العالم ولكنها شائعة بشكل خاص في ألبرتا، كندا. عندما فحص روتشيلد الحفريات التي جمعها زميله دارين تانك ، من متحف تيريل الملكي لعلوم الحفريات في ألبرتا، من هذه المنطقة، لاحظ فقرتين من هادروسور الأحداث الذي يحمل علامات مميزة للمرض.
يقول روتشيلد: “كان لهذه العينة المعينة بعض الميزات التي تختلف اختلافًا كبيرًا عما رأيناه سابقًا في الديناصورات”. داخل عظام الهدروصور كانت هناك تجاويف لها حواف غريبة، تتعرف على الحدود مع تلك التي تظهر عند الأشخاص المصابين بمرض يسمى كثرة المنسجات الخلوية لانجرهانس (LCH). “لا يوجد شيء آخر يفعل ذلك ، لذلك فهي ميزة جميلة.”
يُنظر إلى (LCH) بشكل شائع عند الأطفال ويتسبب في تكوين خلايا مناعية وتشكيل أورام حميدة – ولكنها مؤلمة في الغالب – في الجمجمة أو العمود الفقري أو العظام الأخرى أو أحيانًا أجزاء أخرى من الجسم. عندما قام روتشيلد وزملاؤه بفحص عظام الديناصورات تحت المجهر، لاحظوا أن التجاويف لها قواعد متجانسة فريدة من نوعها لهذا المرض النادر.
استخدم الباحثون بعد ذلك تقنية (تُسمى المسح بالاشعة المقطعية الدقيقة ) لإنشاء عمليات إعادة بناء ثلاثية الأبعاد افتراضية للأورام.
قارن الفريق بين عظام الديناصورات والفقرات من أشخاص تم تشخيصهم بـ (LCH)وهم أحياء ، ووجدوا أن أورام الزواحف القديمة “لا يمكن تمييزها” عن البشر. هذا يعني أن ا(LCH) وُجدت بمملكة الحيوانات منذ أكثر من 60 مليون عام.
يمكن بالتحقيق في كيفية تغيير أجسام الديناصورات بسبب المرض أن يمنح علماء الأحافير نافذة على كيفية تعاملهم مع الظروف الصعبة وكيف نجوا رغم التحديات.
يقول روتشيلد إن الحفريات قد توفر دليلًا على عدد المرات التي يحتاج فيها الديناصور إلى تناول الطعام ، وإذا كان بإمكانه الانتظار للتعافي من الإصابة قبل الصيد ، أو ما إذا كان بإمكان ديناصور مريض البقاء على قيد الحياة بمساعدة من رفاقه. “عندما تنظر إلى الديناصورات، فأنت تدرك أنها تعاني من نفس أنواع المشاكل [مثل البشر]”. ويقول إن صمودهم مثير للإعجاب.
قام مهندسون في جامعة سينسيناتي بإنشاء مختبر محمول صغير يربط بهاتفك، وربطه تلقائيًا بمكتب الطبيب من خلال تطبيق مخصص تم تطويره في جامعة كاليفورنيا.
يمكن للمختبر، وهو في حجم بطاقة الائتمان، تشخيص الأمراض المعدية مثل فيروس الكورونا أو الملاريا أو فيروس نقص المناعة البشرية أو مرض لايم أو عدد لا يحصى من الحالات الصحية مثل الاكتئاب والقلق.
أنشأ أستاذ الهندسة الحيوية بجامعة سينسيناتي، تشونغ آن، طالب الدراسات العليا في اليسار واليمين ستثودي غوش، مختبرًا متنقلًا يتصل بهاتفك الذكي لتوفير اختبار الرعاية. يتم نقل النتائج إلى طبيبك عبر تطبيق مخصص
طريقة إستخدامه :
يقوم المريض ببساطة بوضع رقاقة مختبر بلاستيكي للاستخدام مرة واحدة في فمه أو فمها ثم يقوم بتوصيلها في فتحة في المربع لاختبار اللعاب،يقوم الجهاز تلقائيًا بنقل النتائج إلى طبيب المريض من خلال تطبيق مخصص تم إنشاؤه للحصول على نتائج فورية تقريبًا.
أنشأ أستاذ الهندسة بجامعة سينسيناتي ، تشونغ آن ، طالب الدراسات العليا في اليسار واليمين ستثودي غوش ، مختبرًا متنقلًا يتصل بهاتفك الذكي لتوفير اختبار الرعاية. يتم نقل النتائج إلى طبيبك عبر تطبيق مخصص.
مختبر الهاتف الذكي :
استخدم أستاذ جامعة كاليفورنيا تشونغ آن وفريقه البحثي جهاز الهاتف الذكي لاختبار الملاريا. ولكن يمكن استخدام الجهاز لاختبار نقاط الرعاية الذكية لعدد لا يحصى من الأمراض المزمنة أو المعدية أو لقياس الهرمونات المرتبطة بالإجهاد.
الآن ، يستغرق الأمر عدة ساعات أو حتى أيام للتشخيص في المختبر ، حتى عند ظهور الأعراض لدى الأشخاص. يمكن أن ينتشر المرض “.
ابتكر فريق البحث التابع له رقاقة مختبر جديدة تستخدم الحركة الشعرية الطبيعية ، وهي ميل السائل إلى الالتصاق بالسطح ، لرسم عينة أسفل قناتين تدعى “فحص تدفق الشعيرات الدقيقة”.
تمزج إحدى القنوات العينة مع التجميد المجفف كاشف الأجسام المضادة. يحتوي الآخر على مادة إنارة مجففة بالتجميد لقراءة النتائج عندما تجتمع عينات الانقسام مرة أخرى على ثلاثة أجهزة استشعار.
يناقش أستاذ الهندسة بجامعة سينسيناتي ، تشونغ آهن ، اليمين ، وطالب الدراسات العليا في جامعة كاليفورنيا ، سيتودودي غوش ، المختبر المحمول الذي قاموا بإنشائه ويتصل بهاتف ذكي لاختبار الأمراض المعدية أو لتتبع الهرمونات المرتبطة بالقلق أو الاكتئاب. يرسل الجهاز نتائج الاختبار إلى طبيبك عبر تطبيق مخصص تم تطويره في جامعة كاليفورنيا
سبب اختراعه و فوائده؟
شخص الإصابة بفيروس الكورونا بنفسك الأن !
قال آهن إن الجهاز دقيق وسهل الاستخدام وغير مكلف.يناقش أستاذ الهندسة بجامعة سينسيناتي، تشونغ آهن ، اليمين، وطالب الدراسات العليا في جامعة كاليفورنيا ، سيتودودي غوش ، المختبر المحمول الذي قاموا بإنشائه ويتصل بهاتف ذكي لاختبار الأمراض المعدية أو لتتبع الهرمونات المرتبطة بالقلق أو الاكتئاب. يرسل الجهاز نتائج الاختبار إلى طبيبك عبر تطبيق مخصص تم تطويره في جامعة كاليفورنيا. الائتمان: جوزيف فوكوا الثاني / UC الخدمات الإبداعية
”
وقال طالب الدكتوراه في جامعة كاليفورنيا، سيتودودي غوش، المؤلف الرئيسي للدراسة، إن التقدم الأكبر في الجهاز هو في التصميم الجديد لقنواته الصغيرة التي تجذب العينة بشكل طبيعي من خلال صفيفات الاستشعار باستخدام التدفق الشعري. آن هو دكتوراه غوش مستشار.”يتم إجراء الاختبار بالكامل على الشريحة تلقائيًا. ليس عليك أن تفعل أي شيء، الأداء مشابه للاختبارات المعملية. التكلفة أرخص. وقال انه سهل الاستخدام، أردنا أن نجعل الأمر بسيطًا حتى يتمكن أي شخص من استخدامه دون تدريب أو دعم”.
في حين أن الجهاز يحتوي على تطبيقات لتشخيص أو رصد الفيروسات أو غيرها من الأمراض، قال إنه يرى إمكانات في مجال الصحة العقلية، حيث يستخدم الأطباء بالفعل الهواتف الذكية للمساعدة في تتبع صحة المرضى.
كيف يختلف الرجال والنساء في تخزين الدهون في الجسم؟
عندما يتعلق الأمر بتحديد كيفية تخزين النساء والرجال للدهون، فإن ذبابة الفاكهة قد تحمل المفتاح!
الناس وذبابة الفاكهة على حد سواء متشابهين وراثيا، في الواقع يمكن العثور على ما يقرب من 75 في المئة من الجينات المسببة للأمراض في البشر في الذبابة في شكل مماثل.
في دراسة جديدة نُشرت مؤخرًا في «PLOS Biology»، استخدم باحثون من كلية الطب في جامعة كولومبيا البريطانية ذبابة الفاكهة لاكتشاف اكتشاف وراثي أساسي حول الاختلافات بين كيفية تخزين الذكور والإناث للدهون واستقلابها.
توضح المؤلفة الرئيسية للدراسة، إليزابيث ريدوت، أستاذة مساعدة في قسم العلوم الخلوية والفسيولوجية، وطالبة الدراسات العليا ليانا وات، معنى هذا الاكتشاف لمستقبل علاج وإدارة الأمراض الأيضية، بما في ذلك مرض السكري من النوع 2 وأمراض القلب والأوعية الدموية.
كيف يختلف تخزين الدهون والتمثيل الغذائي بين الرجال والنساء؟
في معظم الحيوانات، تخزن الإناث الدهون أكثر من الذكور ، وتقوم بتخزينها ببطء أكثر. في البشر، نرى اتجاهات مماثلة بين الرجال والنساء.
في حين أن هذا الاختلاف في استقلاب الدهون بين الرجال والنساء قد تم تفسيره جزئيًا من خلال نمط الحياة، فإن العوامل البيولوجية مثل الهرمونات الجنسية والكروموسومات الجنسية تلعب أيضًا دورها.
حددت الكثير من الأبحاث المئات من جينات التمثيل الغذائي للدهون التي تتأثر بالهرمونات والكروموسومات الجنسية، ولكن لا يُعرف إلا القليل عن أي من هذه الجينات يسبب اختلاف الذكور والإناث في تخزين الدهون.
ما فائدة دراسة ذبابة الفاكهة؟
يمكن العثور على ما يقرب من 75 في المئة من الجينات المسببة للأمراض البشرية في ذبابة الفاكهة في شكل مماثل. بالنظر إلى أن الذباب الأنثوي يخزن أيضًا دهونًا أكثر من الذكور ، ويستقلبها ببطء أكثر ، فهذا يجعلها حيوانًا مثاليًا لإثراء فهمنا للجينات التي تؤثر على الاختلافات بين الذكور والإناث في العمليات الخلوية الأساسية مثل استقلاب الدهون.
ماذا وجدت الدراسة؟
حددنا جين استقلاب الدهون الذي ينظم الفرق بين الذكور والإناث في تخزين الدهون. في الذباب بدون هذا الجين ، يخزن الذكور والإناث نفس كمية الدهون بالضبط. هذا الاكتشاف يمهد الطريق لتحديد الجينات الأيضية التي تتحكم في الاختلافات بين الذكور والإناث في جوانب أخرى من التطور وعلم وظائف الأعضاء.
ما هي الآثار المترتبة على الناس؟
تجرى الدراسة في المرحلة الأولى من عملية الاكتشاف. لكننا نأمل أنه من خلال تحديد الجينات التي تفسر السبب في أن الذكور والإناث لديهم كميات مختلفة من الدهون، سوف نكون أكثر قدرة على فهم سبب الاختلافات بين الرجال والنساء في خطر الإصابة بالأمراض المرتبطة بتخزين الدهون غير الطبيعية، مثل أمراض القلب والأوعية الدموية والنوع الثاني. داء السكري.
إن معرفة الجينات التي تؤثر على تخزين الدهون والتمثيل الغذائي هي أيضًا خطوة أولى مهمة في تطوير علاجات أكثر دقة لمعالجة مرض التمثيل الغذائي. في الوقت الحالي ، لا تتوفر الكثير من الأدوية لعلاج استقلاب الدهون غير الطبيعي، وغالبا ما تعمل الأدوية المتوفرة بشكل أفضل لدى الرجال أو النساء. من خلال تحديد الجينات التي تؤثر على تخزين الدهون في ذباب الذكور والإناث، سنكتسب معلومات حيوية حول تطوير علاجات جديدة مخصصة للنساء، وللرجال، في علاج استقلاب الدهون غير الطبيعي.
هل تحب القراءة؟ هل تعرف دائما ما تريد أن تقرأه؟ لقد قرأت بالفعل كتابك المفضل ألف مرة، وتريد أن تقرأ شيئًا جديدًا ولكنك لا تعرف ما تريد قراءته. أنت ذاهب إلى المكتبة ولكنك لم تقرر بعد ان تختر كتابًا جيدًا، إذا كان لديك المعلومات الصحيحة، فمن السهل جدًا اختيار كتاب!
ويمكنك اتباع تلك الخطوات:
1- قم بعمل قائمة للإجابة على هذه الأسئلة:
ما نوع الكتب التي تحبها؟ خيال علمي، مغامرة، غموض ، غير روائي، خيال، خيال واقعي؟
ما المؤلفين هل تحب؟ كتب البحوث من قبل المؤلفين كنت قد استمتعت في الماضي. من المحتمل أن يكون لديهم منشور آخر ستستمتع به أيضًا ، ومن خلال البحث عن طريق المؤلفين ، يمكنك الحصول على المزيد من نفس أنواع الكتب التي كتبها المؤلف. هل هناك نوع من الكتب، أو كتاب محدد ترغب في تجربته؟ إذا كان هناك، ابحث في الكتاب وقراءة ملخصه. سيساعدك ذلك في تحديد ما إذا كان الكتاب مناسبًا لك.
هل هناك أي كتب في سلسلة معينة تود قراءتها؟
إذا كنت تعرف السلسلة ، فيمكنك البحث في السلسلة عبر الإنترنت ويمكنك العثور على الكتب. يمكنك أيضًا الذهاب إلى المكتبة ومعرفة ما إذا كان لديهم السلسلة التي تبحث عنها.
ماهي إهتماماتك؟ أدخل هواياتك في البحث في فهرس المكتبة واضبطه على “Keyword”. من خلال القيام بذلك ، ستجد الكتب التي يمكنك قراءتها والتي قد ترغب في قراءتها.
2- ابحث في منزلك. في كثير من الأحيان تكون الكتب الجيدة تجمع بهدوء الغبار في منزلك. ربما نسيت واحدة، أو أن شخصًا يعيش معك لديه كتابان جيدان. أيضًا من خلال البحث في منزلك، يمكنك العثور على كتب لنفسك ، يمكنك قراءتها، ولن تكلفك أي أموال.
3- اطلب من شخص أن يوصي لك بكتاب جيدا .
يمكنك أن تسأل أخيك الأكبر سنا، والدتك، والدك، أفضل صديق لك، أو حتى مدرس اللغة الإنجليزية الخاص بك. يمكن للأصدقاء أو العائلة الذين تربطك بهم أشياء مشتركة أن يقدموا توصيات كتابية ممتازة. غالبًا ما تحتوي المكتبات المحلية الصغيرة على توصيات رائعة، وعندما يتعرفون عليك، فمن الأفضل! يجب عليك أن تسأل الناس الذين يحبون نفس النوع من الكتب التي قرأوها، حتى تتمكن من مطابقهة الكتب التي تقرأها.
4- قراءة مراجعات الكتب في الصحف والمجلات.
اقرأ قوائم الأكثر مبيعًا المنشورة في معظم الصحف أو المجلات الأسبوعية، تعرف على الكتب الجديدة التي تتصدر عناوين الصحف ولماذا.
5. انضم إلى نادي للكتاب.
إن كونك عضوًا في نادي الكتاب غالبًا ما يكون وسيلة لتجربة الكتب الجديدة التي قد لا تكون أبدًا دافعًا لقراءتها بطريقة أخرى. يساعدك الانضمام إلى نادي الكتاب أو إنشاء نادي للكتاب على معرفة من يعجبه بنفس الكتب التي تحبها ، ويمكنك قراءة الكتب التي قرأها الآخرون وناقشوها. احصل على أشخاص يحبون قراءة الكتب للانضمام إلى نادي الكتب.
6- معرفة ما إذا كانت المكتبة أو المكتبة بها أجهزة كمبيوتر. إذا كان الأمر كذلك ، فراجع محرك بحث المكتبة. يمكنك استخدام محرك البحث للعثور على كتاب معين أو كتب لمؤلف معين أو أي شيء واسع مثل نوع معين فقط. يمكنك أيضا القيام بذلك في المنزل.
7- اسأل أمين المكتبة أو بائع الكتب عن موقع الكتب التي تبحث عنها. هو / هي سوف تكون سعيد/ة لمساعدتك.
8 – تخطي الرفوف في القسم الذي تهتم به. إذا رأيت أي شيء يبدو جذابًا، فاختره واقرأ الجزء الخلفي من الكتاب. أطلع سريعا على الجزء الخلفي من الكتاب أو رفرف الورق من الداخل، أينما كان الملخص. إذا لفت انتباهك ذلك، اقرأ الصفحة الأولى أو نحو ذلك. إذا كان لا يزال يلفت انتباهك، فمن المحتمل أنه كتاب جيد لك. قد يكون الموضوع مثيرًا لك، لكن أسلوب الكتابة يمكن أن يكون مفتاحًا للاستمتاع به. إذا بدت مثيرة للاهتمام، فضعها في قائمة كتبك التي ستشتريها. واصل القيام بذلك حتى يكون لديك عدد كافي من الكتب.
9- ابحث عن مكان للجلوس أو قف إذا لزم الأمر،
واقرأ الفصل الأول من كل كتاب. بالطبع ، إذا كان لديك العديد من الكتب ، فقد يكون هذا مضيعة للوقت. يمكن أن تساعدك قراءة الفصل الأول من كتاب ما في معرفة الكتب وأنواع الكتب التي تحبها ، وبالتالي لن تجد صعوبة في البحث عن الكتب مرة أخرى.
10- تضييق كومة الخاص بك.
إذا كنت تفضل كتاب 1 على كتاب 2، فضع كتابًا مرة أخرى. استمر في فعل هذا. إذا كنت تفضل كتاب 3 ثم كتاب 1، فضع كتابًا مرة أخرى ، إلخ.
11- بحث في قراءة قوائم الكتاب المفضلين لديك.
هناك احتمالات رائعة لأنك ستعجب بما يوصي به. اجعل هذه القائمة حيث يمكنك رؤيتها، بحيث يمكنك الاستمرار في الإضافة إلى هذه القائمة مع مرور الوقت. وبهذه الطريقة يمكنك أن ترى الكتب التي قرأتها بالفعل، وما الكتب التي تريد قراءتها حقًا.
12- انتقل إلى مواقع الويب مثل Gutenburg.org يحتوي هذان الموقعان على الكثير من الكتب الإلكترونية المجانية التي يمكنك تنزيلها أو طباعتها أو قراءتها على جهاز الكمبيوتر الخاص بك. إذا كانت مدرستك أو مكتبتك تحتوي على كتب إلكترونية خاصة بها ، فيمكنك الذهاب إليها أيضًا من هناك.
13 – البحث العشوائي!
احصل على أي شيء مثير للاهتمام بشكل غامض على الرفوف، تحقق من ذلك، وقراءته! سوف تتفاجأ بكتب قد تعجبك سريعاً.
14- الكُتب المبوبة (مثل هاري بوتر أو الأحداث المؤسفة – Harry Potter or The Unfortunate Events) تعتبر من الطرق الرائعة للحفاظ على القراءة مستمرة لديك الي حين استكشاف الخيارات الأخرى من الكتب التي قد تعجبك
تقنية جديدة تساعد علي رصد نمو الأنسجة الحية في المختبر.
يمكن لمستشعر الأس الهيدروجيني الضوئي الجديد الذي يعمل على إثبات صحة مفهوم إجراء الدراسات في مجال تجديد و نمو الأنسجة
طبق بتري فارغ مع اثنين من الألياف الضوئية ، يوضح نسخة واحدة من تجربة الباحثين. الألياف اليسرى (عادةً ما تسطع ضوء الأشعة تحت الحمراء ، ولكنها مصورة هنا كضوء أحمر مرئي) هي مستشعر درجة الحرارة. تضيء الألياف العليا الضوء الأخضر أو الأحمر أو الأزرق في طبق بتري لضبط الإشارة التي يقيسها مستشعر درجة الحرارة.
في يوم من الأيام، يود الأطباء أن ينمووا أطرافهم وأنسجة الجسم الأخرى للجنود الذين فقدوا أذرعهم في المعارك، والأطفال الذين يحتاجون إلى قلب أو كبد جديد، والعديد من الأشخاص الآخرين ذوي الاحتياجات الخاصة.
اليوم، يمكن الخبراء الطب اخذ خلايا من المريض، وإيداعها في سقالة خاصة للأنسجة، وإدخال السقالة في الجسم لتحفز نمو العظام والغضاريف والأنسجة المتخصصة الأخرى.
لكن الباحثين ما زالوا يعملون على بناء أعضاء معقدة يمكن زرعها في المرضى بشكل آمن.
يدعم علماء المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا «NIST» هذا المجال من الأبحاث من خلال تطوير نوع جديد واعد من أجهزة الاستشعار التي تستخدم الضوء لدراسة نمو الأنسجة في المختبر.
أظهر عمل فريق «NIST» صحة هذا البحث، الذي نُشر في Sensors and ActuatorsB، حيث أن مستشعرًا صغيرًا يستخدم إشارة تعتمد علي الضوء لقياس كلا من درجة الحموضة ووحدة قياس الحموضة، وهي خاصية مهمة في دراسة نمو الخلايا.
أستخدام أخر للمستشعرات الضوئية:
يمكن استخدام نفس التصميم الأساسي لقياس العوامل الأخرى مثل وجود الكالسيوم وعامل نمو الخلايا وبعض الأجسام المضادة.
على عكس أجهزة الاستشعار التقليدية، يمكن استخدام طريقة القياس هذه، لمراقبة البيئة في الخلية على المدى الطويل – لأسابيع – دون الاضطرار إلى وقف نمو الخلايا بانتظام لمعايرة أدوات الاستشعار.
قال الكيميائي «زيشان أحمد» : إن مراقبة خصائص الأنسجة في الوقت الفعلي مع تغيرها ببطء، على مدار أيام أو أسابيع، يمكن أن يفيد إلى حد كبير في دراسة هندسة الأنسجة على نمو الأسنان وأنسجة القلب والأنسجة العظمية وأكثر من ذلك.
وقال د. أحمد أيضا “نريد أن نصنع مستشعرات يمكن وضعها داخل الأنسجة النامية لتزويد الباحثين بمعلومات كمية، هل ينمو النسيج فعليًا؟ هل هو صحي؟ إذا كنت تزرع عظمًا، هل له خصائص ميكانيكية مناسبة أم أنه ضعيف جدًا في دعم الجسم؟”
يمكن أن يكون لهذا لعمل فوائد تتجاوز هندسة الأنسجة أيضًا، لتصل إلى دراسة تطور أمراض مثل السرطان.
وقال الكيميائي «ماثيو هارتنجز » في «الجامعة الأمريكية» والباحث الضيف في معهد «NIST»: “ما يمكن أن تقدمه هذه المستشعرات للناس هو معلومات في الوقت الفعلي عن نمو الأنسجة وتطور المرض، و إن أجهزة الاستشعار التقليدية تمنح الباحثين سلسلة من اللقطات، دون أن تظهر لهم الطريق بين كل مراحل النمو تلك لكن أجهزة الاستشعار الضوئية، يمكن أن تزود العلماء بمعلومات مستمرة، أي ما يشبه تطبيق تحديد المواقع والملاحة للمرض.
وقال «هارتنجز»أيضا : “نريد أن نوفر للباحثين خريطة تفصيلية للتغيرات الإضافية التي تحدث لأن النسيج إما ينمو بطريقة صحية أو يصاب بالمرض”. “بمجرد أن يعرف الباحثون” الطرقات ” التي يدخل بها المرض للخلايا، يمكنهم حينئذٍ منع أو دعم التغييرات التي تحدث” في جسم المريض.
دور الأس الهيدروجيني في نمو الخلايا:
تعد قياسات الرقم الهيدروجيني جزءًا حيويًا من دراسات هندسة الأنسجة، مع نمو الخلايا، تصبح بيئتها بشكل طبيعي أكثر حمضية، إذا أصبحت البيئة حمضية جدًا – أو قاعدية جدًا – تموت الخلايا.
يقيس العلماء الرقم الهيدروجيني على مقياس من 0 (حمضي جدًا) إلى 14 (قاعدي جدًا)، مع بيئة مثالية لمعظم الخلايا في نطاق ضيق حول درجة الحموضة 7.
أدوات قياس درجة الحموضة التجارية دقيقة للغاية ولكنها غير مستقرة. وهذا يعني أنها تتطلب معايرة متكررة لضمان قراءات دقيقة يوما بعد يوم. بدون معايرة. تفقد أجهزة قياس درجة الحموضة التقليدية هذه ما يصل إلى 0.1 وحدة من الدقة اليومية.
لكن دراسة هندسة الأنسجة تتم على مدار أسابيع. قد تحتاج الخلايا الجذعية إلى النمو لمدة شهر تقريبًا قبل أن تتحول إلى عظام.
وقال د. أحمد “الزيادة البالغة 0.1 درجة مئوية مهمة، إذا تغيرت قيمة الرقم الهيدروجيني بمقدار 1. فإنها تقتل الخلايا. إذا كنت لا أستطيع الوثوق بأي شيء بشأن قياس الرقم الهيدروجيني الخاص بي بعد بضعة أيام، فلن أستخدم طريقة القياس هذه.”
من ناحية أخرى، إذا قلطه الباحثون نمو الخلايا المتنامية في كل مرة يتعين عليهم فيها قياس درجة الحموضة في بيئة غذاء الخلية، فإن العلماء يقدمون نوعًا آخر من عدم الثقة في قياساتهم. لأنهم يغيرون ظروف بيئة نمو الخلايا.
وقال أحمد إن المطلوب هو هذا النوع من البحث ، وهو نظام قياس يمكن أن يبقى داخل حاضنة مع الخلايا في وسط بيئة نموهم ولا يحتاج إلى إزالتها أو معايرتها لأسابيع في المرة الواحدة.
لسنوات، ظل أحمد وفريقه يطورون أجهزة استشعار ضوئية. أجهزة خفيفة الوزن صغيرة تستخدم إشارات ضوئية لقياس مجموعة من الصفات بما في ذلك درجة الحرارة والضغط والرطوبة.
تستخدم بعض هذه الأجهزة الجديدة أليافًا ضوئية مرنة متوفرة تجاريًا ومزودة من الداخل بشبكة تُسمى «Bragg». وهو نوع من المرشح للضوء يعكس أطوال موجية معينة ويسمح للآخرين بالمرور.
التغييرات في درجة الحرارة أو الضغط تغير أطوال موجات الضوء التي يمكن أن تمر عبر الشبكة.
من أجل تكييف أجهزتهم الضوئية مع قياس درجة الحموضة، اعتمد أحمد وهارتنغز على مفهوم معروف في العلوم: عندما يمتص جسم ما الضوء، يجب أن تذهب الطاقة الممتصة “إلى مكان ما” ، كما يقول د. أحمد، وفي كثير من الحالات تتحول الطاقة إلى الحرارة.
وقال د. أحمد “بالنسبة لفوتون واحد، تكون الحرارة المُنتجة كمية صغيرة جدًا من الطاقة، لكن إذا كان لديك الكثير من الفوتونات التي تأتي. وكان لديك الكثير من الجزيئات، فسيصبح هذا تغيرًا ملحوظًا في الحرارة.”
طريقة استخدام وعمل المستشعر الضوئي :
استخدم الباحثون، في بيانهم التوضيحي مادة تتغير لونها استجابة للتغيرات في درجة الحموضة، وهي مادة قد يتذكرها الكثير من الناس في مجال البيولوجيا: مسحوق عصير الملفوف الأحمر.
يغير عصير الملفوف لونه من درجات اللون الأرجواني الداكن إلى اللون الوردي الفاتح حسب درجة حموضة المحلول. يمكن الحصول على هذا التغير في اللون بواسطة مستشعرات درجة حرارة أحمد الضوئية.
جهز الباحثون طبق بتري بمحلول عصير «الملفوف». تم وضع الألياف البصرية واحد فوق الطبق، كان متصلاً بمؤشر ليزر وضوء ساطع في العينة، الألياف البصرية الثانية كانت مضمنة فعليا في السائل.
احتوت هذه الألياف الثانية على «Bragg» مقضب وكانت بمثابة مستشعر لدرجة الحرارة، وقد سيطر فريق أحمد على الرقم الهيدروجيني للمحلول يدويًا.
لإجراء القياس، أضاء الباحثون لونًا واحدًا من الضوء – مثل اللون الأحمر – في العينة، حيث يمتص عصير الملفوف الضوء الأحمر بدرجات متفاوتة بناءً على لونه، والذي يعتمد على درجة الحموضة في المحلول في ذلك الوقت.
تم اختيار ألياف ميزان الحرارة الضوئي ليقوم برصد هذه التغييرات الطفيفة في حرارة العصير، يغير التغير في درجة الحرارة أطوال موجات الضوء التي يمكن أن تمر عبر شبكة «Bragg» للألياف.
بعد ذلك، أضاء الباحثون على اللون الثاني للضوء – مثل الأخضر – في السائل، وكرروا العملية.
بمقارنة مقدار الحرارة الناتجة عن كل لون من الضوء، يمكن للباحثين تحديد اللون الدقيق لعصير الملفوف في تلك اللحظة، وهذا ما أخبرهم درجة الحموضة في بيئة نمو الخلايا.
وقال د. أحمد: “لقد قلنا حرفيًا، هل يمكننا تشغيل وإيقاف مؤشر الليزر لمدة بضع دقائق ومعرفة ما إذا كان بإمكاننا تحويل ذلك إلى جهاز قياس درجة الحموضة؟ وتمكنا من إظهار أنه يعمل على نطاق واسع، من درجة الحموضة من 4 إلى درجة الحموضة من 9 أو 10.”
نتائج البحث :
وقد أظهر العمل المستمر أن قياسات الرقم الهيدروجيني الضوئية تكون دقيقة إلى زائد أو ناقص 0.13 درجة من الأس الهيدروجيني ومستقرة لمدة ثلاثة أسابيع على الأقل، أطول بكثير من القياسات التقليدية.
يقول الباحثون أنه وفقًا للخبراء في هندسة الأنسجة، يمكن لأجهزة الاستشعار الضوئية الجديدة توفير معلومات مفيدة لمجموعة من الأنظمة البيولوجية، التي تتم دراستها، وخاصة نمو خلايا القلب والعظام.
لجولات الباحثون القادمة من التجارب، الجارية بالفعل، يستخدم باحثون معهد NIST صبغة أخرى حساسة لدرجة الحموضة، تسمى الفينول الأحمر.
بالإضافة إلى ذلك، يعملون على تغليف الصبغة في غلاف بلاستيكي حول الألياف نفسها، بحيث لا تتفاعل مع وسط أو بيئة نمو الخلية.
يجري الفريق أيضًا أول اختبار للنظام في بيئة نمو لخلية حية، بمساعدة من زملاء معهد NIST المتخصصين في هندسة الأنسجة.
تشمل الخطط المستقبلية قياس الكميات التي تتجاوز درجة الحموضة، لتي تتطلب ببساطة مبادلة أحمر الفينول لصبغة مختلفة حساسة لأي شيء يريد الباحثون قياسه فيما بعد.
يأمل د. أحمد في المستقبل ان يمكن استخدام مستشعرات القياس لمراقبة نمو الأنسجة داخل جسم إنسان حقيقي.
تلك الكرة الدوارة من البلازما التي هي شمسنا تنتج مجالاً مغناطيسياً، وحيث يضعف هذا الحقل المغناطيسي، يمكن للرياح الشمسية الهروب بنجاح لتنتشر في الفضاء .
لقد تمكن العلماء الآن من إعادة إنشاء هذه التأثيرات نفسها في المختبر لأول مرة. مما يعني أنه يمكننا دراسة الظواهر الغريبة حول نجمنا في أماكن قريبة، دون إرسال أقمار ختص مرحبا عبر النظام الشمسي لتدرس الشمس.
معرفة كيفية تصرف هذا المجال المغناطيسي وتدفقات البلازما المرتبطة به أمر بالغ الأهمية في تحسين فهمنا لكيفية ومتى قد تؤثر العواصف الشمسية على الأرض. وربما تضع أنظمة الاتصالات والبنية التحتية لدينا تحت تهديد وشيك.
على وجه الخصوص، تحدد خريطة «mini-Sun» التي تم تكوينها الآن داخل مختبر «بجامعة ماديسون» التي تدرس تأثير «دوامة باركر- Parker spiral» (سميت على اسم مكتشفها، عالم الفيزياء الفلكية الشمسية الأمريكي «يوجين باركر»).ع
لى وجه التحديد، هذه هي الطريقة التي يتدفق بها المجال المغناطيسي للشمس ورياحه الشمسية مثل تنورة راقصة باليه عبر الكواكب المحيطة.
يقول الفيزيائي «إيثان بيترسون» من جامعة «ويسكونسن ماديسون»:
"الرياح الشمسيةشديدة التباين، ولكن هناك نوعان أساسيان: سريع وبطيء".
“لقد وثقت مهمات الأقمار الصناعية بشكل جيد من أين تأتي الرياح السريعة.لذلك كنا نحاول دراسة على وجه التحديد كيف تتولد الرياح الشمسية البطيئة وكيف تتطور أثناء انتقالها نحو الأرض."
وللتحقق من «دوامة باركر-Parker spiral» ورياحها الشمسية أيضًا، ابتكر «بيترسون» وزملاؤه الكرة الحمراء الكبيرة: كرة مجوفة تحتوي على البلازما بعرض ثلاثة أمتار (حوالي عشرة أقدام)، وتتميز بمغناطيس قوي في مركزه ومهمتها أيضا إجراء تحقيقات قياس مختلفة.
بعد ذلك تم مُؤاينة غاز الهيليوم لإنشاء بلازما عند درجات حرارة ١٠٠,٠٠٠ درجة مئوية. قبل أن يتم نسج الخليط كله باستخدام تيار كهربائي والقوى المغناطيسية داخل الجهاز. وما انتهى إليه العلماء هو دوامة باركر المصغرة التي يمكن مراقبتها باستمرار في ثلاثة أبعاد.
يقول «بيترسون»:
"تتوافق قياسات الأقمار الصناعية بشكل كبير مع نموذج باركر الحلزوني، ولكن فقط عند نقطة واحدة في كل مرة.لذلك لن تكون قادرة على وضع خريطة متزامنة على نطاق واسع لها كما نستطيع في المختبر"، وتؤكد قياساتنا التجريبية لنظرية «باركر» حول كيفية إنشائها من خلال تدفقات البلازما هذه."
بالإضافة إلى قياس امتدادات وحقل الحقل المغناطيسي للشمس، والذي لم يتم استكشافه على نطاق واسع من قبل ، تمكنت الكرة الحمراء الكبيرة أيضًا من إنتاج «تجشؤات» البلازما الخاصة بها – براعم صغيرة من البلازما تغذي الرياح الشمسية الأبطأ. ولأول مرة تمكن العلماء من إلقاء نظرة مفصلة على كيفية تكوينها بالفعل، حيث تلتقي البلازما عالية السرعة بنقاط ضعيفة في المجال المغناطيسي، في حين أن «دوامة باركر» الصغيرة الحجم لا تستطيع أن تكرر بشكل كامل الشيء الحقيقي الذي يمتد عبر الفضاء. فإنها بالتأكيد ستساعد الباحثين على اكتشاف بعض الفيزياء الكامنة وراء كيفية عمل المجال الشمسي ودورات البلازما – وما يمكن أن نتوقعه منها فى المستقبل.
يؤكد الباحثون أنه لن يتم الغاء مهام مسبار الطاقة الشمسية في المستقبل بأي حال : على سبيل المثال، فإن مسبار «Parker Solar Probe»، الذي تم إطلاقه في أغسطس ٢٠١٨، في طريقه إلى الشمس، ستنخفض إلى ما دون سطح «Alfvén» – النقطة على سطح الطاقة الشمسية التي تولد فيها الرياح الشمسية لأول مرة – لقياس هذه الرياح الشمسية بتفصيل أكبر من أي وقت مضى.
في هذه الأثناء. أصبحت «الكرة الكبيرة الحمراء» متاحة الآن للباحثين الآخرين للاستفادة من الاختبارات التي تجري من قِبل. وإجراء الاختبارات، وأخذ قياسات منها – وهو مورد يحتمل أن يكون حاسماً في فهم المزيد عن نظامنا الشمسي.
يقول بيترسون:
"يوضح عملنا أن التجارب المعملية يمكن أن تحصل أيضًا على الفيزياء الأساسية لهذه العمليات.ولأن «الكرة الكبيرة الحمراء» يتم تمويلها الآن كمرفق وطني لأي باحث مستخدم، فإنها تقول لمجتمع العلوم:إذا كنت تريد دراسة فيزياء الرياح الشمسية، فيمكنك القيام بذلك هنا."
