ما هو أصغر ديناصور مُكتَشَفٍ حتى الآن؟

قبل مئة مليون سنة، في منتصف «حقبة الحياة الوسطى-Mesozoic era»، كانت الأرض موطن ديناصور متباين الحجم، مثل الصَرَاعِيد طويلة العنق، وحتى الطائر الطنان.

وبالرغم من غرابة الأمر، فإن علماء الحفريات يعتقدون الآن أن أصغر ديناصور في تلك الحقبة كان أصغر بكثيرٍ من أصغر طائرٍ على قيد الحياة اليوم، طائر النحلة الطنان.

وجدت الحفريات داخل قطعة من الكهرمان البالغ من العمر 99 مليون سنة من شمال ميانمار، ويبلغ طول جمجمة الديناصور الذي تم تعريفه حديثًا 7.1 ملم فقط.

تحدثت جينغماي أوكونور عن البحث في مقطع فيديو على يوتيوب:

“عندما رأيت هذه العينة لأول مرة، أصابتني الدهشة كليًا. بالنسبة لعالم الحفريات، هذا أمرٌ غريب. إذ لم نشهد شيئًا مثل هذا من قبل.”

قام الفريق بتسمية اكتشافهم «Oculudentavis khaungraae»، والذي يعني “طائر أسنان العين”. مظهر هذا الطائر غريبٌ تمامًا مثل اسمه.

يصطف هذا الديناصور الصغير بأسنان مدببة صغيرة، والمُستدل عليها بالمحاجر الّتي تشبه الملعقة. لهذا الحيوان عينان كبيرتان مقارنةً بالرأس.

يبدو هذا الحيوان غريبًا- إذ أنه ليس تمامًا مثل الطيور، ولا يشبه تمامًا الديناصورات. ولكن هناك بعض الملاحظات الّتي يمكن أن تخبرنا قليلاً عن أسلوب حياته.

الأسنان، على سبيل المثال، هي دليلٌ لا شك فيه على أن الديناصور الصغير مفترس. والفتحات الموجودة في تجويف العين ضيقة للغاية، مما يعني أن الضوء ربما كان محدودًا، مما يعني أن الحيوان نشطٌ في النهار.

بالإضافة إلى ذلك، على الرغم من أن هذا الديناصور صغير جدًا، إلا أن عظامه قوية، بل وقوية بشكل مدهش!

يقول أوكونور:

“بالنسبة لنا، حقيقة أن أجزاء الجمجمة ملتحمة بقوة، وحقيقة أن لديها الكثير من الأسنان، وأنها تحتوي على محجري عينين كبيرين حقًا، كلها تشير إلى أنه على الرغم من حجمه الصغير للغاية، فقد كان مفترسًا وربما كان يتغذى على الحشرات الصغيرة.”

كل هذا يشير إلى انتماء هذا الحيوان إلى فئته الخاصة، بدلاً من كونه مرتبطًا بالطيور الطنانة الحديثة- لأن الطيور الطنانة الحالية تتغذى على الرحيق. وهكذا، يعتقد الباحثون أن مخلوقات مثل الطائر الطنان اتخذت مسارًا مختلفًا للتصغير.

يقدر الفريق وزن الطائر غرامين تقريبًا، ويلاحظ أن حجمه يبلغ سدس حجم أصغر الطيور الأحفورية القديمة المعروفة- كثيرٌ منها لديه أسنان، تمامًا مثل هذا الطائر الصغير.

يقول روجر بنسون، عالم الحفريات من جامعة أكسفورد:

“وهذا يشير إلى أنه بعد فترةٍ وجيزةٍ فقط من أصولها في العصر الجوراسي (والّذي استمر من حوالي 201 مليون إلى 145 مليون سنة مضت)، بلغت الطيور بالفعل الحد الأدنى من أحجام أجسامها. في حين أن أصغر الديناصورات وقتها كانت تزن مئات أضعاف هذا الوزن.”

يبدو أن هذا الطائر هو واحدًا من تلك الحيوانات الّتي تقف على النقطة الرابطة بين الديناصورات والطيور، ولكن المكان الذي يناسبها في الصورة الأكبر لا يزال غير واضح.

يمكن أن يك ن انتماء هذا المخلوق ذو الريش أقرؤ إلى سلالة الطيور أو، كما يوضح بنسون، يمكن أن ينتمي أكثر إلى الديناصورات:

“تقع في منتصف الطريق تقريبًا على الشجرة التطورية. بين الطيور الطباشيرية والأركيوبتركس (الديناصور المجنح الشهير من العصر الجوراسي).”

هناك أيضًا بعض الميزات الغريبة، مثل شكل وحجم الأسنان ومحجري العينين، الّتي لم نشهدها في أي من الديناصورات أو الطيور. في الواقع، هذه الصفة تميل إلى السحالي!

وكتب المؤلفون:

“يمكن تفسير كل هذه الأشكال غير العادية إذا صح التعبير على أنها آثار التصغير.”

خذ العينين المنتفختين على جانبي رأس على سبيل المثال. ربما يمثل موقعهما وحجمهما “استراتيجية بديلة لزيادة حجم العين دون زيادة حجم المحجر.”

لسوء الحظ، هذا يعني أن هذا الديناصور الصغير يفتقر إلى الرؤية الثنائية. وهي خاصية فريدة للمفترس. البوم والطيور الحية الأخرى الجارحة، على سبيل المثال، لديها عيون موجهة للأمام. ولكن ربما لا يوجد شيء مثل هذا الطائر اليوم

نُشرت الدراسة في مجلة Nature.

المصادر:

إقرأ أيضاً: الديناصورات كانت تصاب بسرطان العظام ايضا مثل البشر!

ما علاقة نظرية التطور بانتشار الأوبئة والتنبؤ بها؟

عندما يحاول العلماء التنبؤ بانتشار شيء ما بين البشر، مثل فيروس كورونا أو المعلومات المضللة، فإنهم يستخدمون النماذج الرياضية المعقدة. وعادة يدرسون الخطوات الأولى التي ينتشر بها الشيء، ويستخدمون هذا المعدل لتوضيح مدى سرعة الانتشار. لكن ماذا يحدث إذا تطور مسبب المرض أو عُدلت المعلومات بشكلٍ يغير من سرعة انتشارها؟

ما علاقة نظرية التطور بانتشار الأوبئة ؟

أظهرت دراسة جديدة نُشرت في مجلة الأكاديمية الوطنية للعلوم مدى أهمية هذه الاعتبارات، حيث يقول عضو هيئة التدريس عثمان ياغان، وهو أستاذ الهندسة الكهربائية والحاسوب، أنَّ هذه التغيرات التطورية لها تأثير كبير، فإذا لم يتم اعتبار التغيرات المحتملة عبر الزمن، فسيكون التنبؤ بعدد المرضى أو عدد الأشخاص الذين سيتعرضون لجزء من المعلومات خاطئاً؛ فالتنبؤ بإمكانية انتشار جزء من المعلومات يعتمد على كيفية تعديل الرسالة الأصلية.

يقول الأستاذ ياغان : إنَّ بعض المعلومات الخاطئة تكون متعمدة، لكن قد ينشأ بعضها بشكل عفوي عندما يقوم الناس بتغييرات صغيرة متسلسلة كما في لعبة الهاتف؛ حيث يمكن أن تتطور المعلومات المملة إلى تغريدة سامة، ولا بد أن نكون قادرين على التنبؤ بكيفية انتشارها.

نظرية رياضية جديدة

طور الباحثون في الدراسة الجديدة نظرية رياضية تأخذ بعين الاعتبار التغيرات التطورية، ثم قارنوا نظريتهم الجديدة مع نماذج محاكاة الأوبئة المحوسبة في الشبكات مثل تويتر في ما يتعلق بانتشار المعلومات والمستشفيات في انتشار المرض.

لدراسة انتشار الأمراض المعدية أجرى الفريق الآلاف من نماذج المحاكاة باستخدام بيانات من شبكتين في العالم الحقيقي: شبكة تواصل بين الطلاب والمعلمين والموظفين في مدرسة ثانوية في الولايات المتحدة، وشبكة تواصل بين الموظفين والمرضى في مستشفى بمدينة ليون الفرنسية.

تعمل نماذج المحاكاة كسرير اختبار النظرية التي تطابق الملاحظات من نماذج المحاكاة التي تُعتبر أكثر دقة. يقول الباحث رشاد إيتربي: “لقد أظهرنا أنَّ نظريتنا تعمل على شبكات العالم الحقيقي، فالنماذج التقليدية التي لا يتم اعتبارها في التكيف التطوري تفشل في التنبؤ باحتمالية نشوء الوباء”

لا يمكن اعتبار الدراسة قادرة على التنبؤ بانتشار فيروس كورونا اليوم أو انتشار المعلومات المزيفة في البيئة السياسية المضطربة بدقة تصل للمئة في المائة، حيث يحتاج الباحث إلى بيانات حقيقية تتبع تطور مسبب المرض، ورغم ذلك يعتبر الباحثون الدراسة خطوة كبيرة للاقتراب من الواقع في ما يتعلق بانتشار الأوبئة أو المعلومات الخاطئة على حد سواء.

المصادر:
Science Daily

Engineering, Carnegie Mellon University.

New Study

أكتشاف نوع جديد من مرض انفصام الشخصية

أكتشاف نوع جديد من انفصام الشخصية.

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)

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.

المصدر : Brain.

من كورونا وسارس إلى الحمى الصفراء، ومن الطب ما قتل!

ومن الطب ما قتل!

في 7 فبراير 2020، أُعلنت وفاة الطبيب الصيني Li Wenliang إثر إصابته بفيروس COVID-19 عن عمر 33 عام. يعتبر لي ونليانغ أحد أوائل المكتشفين والمحذرين من الفيروس، مما زاد من حالة التعاطف والحزن التي سادت وسائل الإعلام الصينية والعالمية. دفعتنا تلك الحالة لاستبدال مقولة ومن الحب ما قتل إلى ومن الطب ما قتل . إذ اعتقد البعض أن وفاة لي ونليانغ بمثابة هزيمة للأنظمة الصحية العالمية أمام الفيروس، لكن لا تجري الأمور هكذا. ليست تلك المرة الأولى التي يحصد فيها أحد الأوبئة أرواح الأطباء المعالجين أو المكتشفين له. بل وكان في موت بعضهم أحيانًا علامة لانتصار ما أو خطوة ساهمت في إنقاذ الآلاف. ما نعنيه هنا أن للأمر خلفية تاريخية يجدر بنا تسليط الضوء عليها قليلًا لنتعلم منها.

الحمى الصفراء

داء لعين أُطلق عليه اسم “القيئ الدموي” ينتقل عبر لدغات بعض أنواع الناموس. انتشر في أفريقيا وأمريكا ويسبب الحمى والدوار والإمساك وألم مستمر في العضلات يعقبه اصفرار للجلد والعيون ونزيف لثة المصاب وجدار معدته. وتراوحت نسب وفاة المصابين بالحمى الصفراء من 20-50%. تسبب الوباء في آلاف الوفيات، لكن أشهر أحداثه كانت منذ قرنين، حين قتل حوالي 35:45 ألف جندي من قوات نابوليون المُرسلة لإيقاف ثورات التحرر في جزر هاييتي وفقًا للمؤرخ J. R. McNeill وتسببت في هزيمته. سقط من الجنود الفرنسيين ضحية لهذا المرض ضعف من سقطوا في معركة ووترلو الشهيرة. ثم استمر الوباء في الظهور والاختفاء حتى القرن العشرين دون معاملة علمية منهجية تُذكر حتى مجيئ الطبيب الأمريكي لازيار.

انتقل جيسي لازيار Jesse Lazear كعضو لجنة الحمى الصفراء إلى كوبا عام 1900 لدراسة المرض وفهم أسبابه المجهولة حينها. كان لازيار هو العضو الوحيد صاحب الخبرة بالبعوض ونقله للأمراض، فقد عمل سابقًا في مشفى جون هوبكنز في بالتيمور عام 1985 ودرس الملاريا والحمى الصفراء هناك. افترض الطبيب أن السبب الرئيسي في الإصابة هو وجود عائل حي ينقلها إلى البشر، وحينها قررت اللجنة اختبار فرضية لازيار بنفسها. سمح الطبيب لازيار لبيوض البعوض بالفقس داخل مستشفى هافانا والتغذي على دماء المصابين بالحمى الصفراء. ثم سُمح للبعوض أيضًا أن يتغذى على دماء بعض المتطوعين، فانتقلت إليهم العدوى وثبتت الفرضية. أعلنت اللجنة أن المسؤول عن الإصابة هو كائن شديد الصغر لا يمكن الإمساك به عبر فلاتر البكتيريا أي أنه أصغر من البكتيريا. شُفي الرجلان اللذان تعرضا للتجربة، ولكن يبدو أن لازيار قد عرّض نفسه أو تعرّض للدغات البعوض المصاب، ولسوء حظه لم يُشف. أصيب لازيار بالحمى الصفراء بالفعل ومات في سبتمبر عام 1900. 1

استكملت التجارب بعد وفاة الطبيب لازيار لجمع المزيد من الأدلة العلمية بعدما تأكدت اللجنة من دور البعوض في الإصابة بالمرض، فتطوعت الممرضة الأمريكية كلارا ماس Clara Maass لخوض التجربة، لكنها للأسف لم تنج لتعرضها للإصابة من البعوضة الأخطر الحاملة للمرض Aedes aegypti في 24 أغسطس 1901. قدمت تضحيات كلارا ولازيار للبشرية حينها معرفة كيفية الإصابة ونوع العائل بالتحديد، فتركزت الجهود بعدها على محاربة بعوضة Aedes aegypti وتجفيف المستنقعات أو تغطيتها، مما ترتب عليه إنخفاض معدلات الإصابة وإنقاذ آلاف البشر. 2

المتلازمة التنفسية الحادة سارس SARS

في نوفمبر 2002، توجه أحد المزارعين الصينيين إلى مستشفى فوشان ليتلقى العلاج إثر أعراض حمى وسعال وصعوبة شديدة في التنفس، ثم مات بعدها بأيام دون تشخيص واضح لسبب الوفاة. وفي نهاية الشهر ذاته، انطلقت أولى التحذيرات من كندا عبر تحليل أخبار ومواقع صينية عدة عن وجود جائحة إنفلونزا غريبة في الصين. استهدفت التحذيرات الكندية منظمة الصحة العالمية والتي طلبت بدورها معلومات من الصين في ديسمبر 2002. وبينما تحاول المنظمة الحصول على معلومات من الصين، كان أحد رجال الأعمال الأمريكيين المصابين يسافر على متن طائرة من الصين إلى سنغافورة في فبراير 2003. توقفت الطائرة في مدينة هانواي الفيتنامية، ونُقل المريض الذي ساءت حالته إلى مستشفى هانواي الفرنسي. أصيب مُعظم الطاقم الطبي الذي تعامل مع المريض بالأعراض، فدُعي عالم الميكروبات الطبيب الإيطالي كارلو أورباني لمتابعة الحالة.

درس كارلو أورباني الطب في إيطاليا وتخصص في علم الطفيليات، ثم تطوع للعمل في أفريقيا وسافر إلى أثيوبيا عام 1987. أصبح استشاري لمنظمة الصحة العالمية بعد سنوات من مكافحة الأوبئة ودراستها. وفي 1996، انتقل إلى كمبوديا مع أسرته للعمل في مؤسسة أطباء بلا حدود، ليعود إلى إيطاليا كرئيس للفرع الإيطالي للمؤسسة. فوضته المؤسسة للحصول على جائزة نوبل التي نالتها عام 1999. ثم دُعي الطبيب كارلو أورباني في نهاية فبراير 2003 لمتابعة حالة رجل الأعمال المريض في مستشفى هانواي الفرنسي. اعتقد أطباء المستشفى أنهم أمام حالة إنفلونزا طيور شديدة، لكن كارلو بخبرته علم أنه أمام فيروس أكثر عدوانية وانتشار. أرسل كارلو تحذيراته لمنظمة الصحة العالمية ببدء إجراءات الحجر الصحي للمصابين على الفور تجاه الوباء الجديد. كما أقنع وزارة الصحة الفيتنامية ببدء إجراءات فحص المسافرين وعزل المصابين. 3

في 11 مارس 2003، دُعي الطبيب كارلو للحديث في مؤتمر طبي في تايلاند. وبينما هو في الطائرة، شعر بالحُمى والإعياء وطُلبت له الإسعاف في المطار فور وصوله. انتقل كارلو إلى مستشفى بانكوك وشُخص بالإصابة بفيروس سارس. وبعد حرب ومعاناة مع الفيروس لـ 18 يوم، توفى في 29 مارس في العناية المركزة للمستشفى بتايلاند. ساعدت توجيهات كارلو في السيطرة على انتشار الوباء في فيتنام والتعرف على فيروس سارس الجديد ليصبح هو أول من يكتشفه. كما أوصى كارلو قبل وفاته بالتبرع بخلايا رئته المصابة للأبحاث العلمية في سبيل مكافحة الفيروس الجديد، لينجح العالم في تشخيص الفيروس والحد من انتشاره.

هناك المزيد من الأمثلة، لكن بدا واضحًا الآن أن بعض التضحيات تركت بصمة لا يمكن محوها، كما تركت دروس مستفادة لأفراد المجتمع والأطقم الطبية والأنظمة الصحية لنتعلم جميعًا منها. للأسف فقد أودت تلك التضحيات بحياة صانعيها مثلما أودى الحب بحياة شاب الأصمعي الذي دعاه لقول مقولته”ومن الحب ما قتل”.

للمزيد: ماذا تعرف عن عالم الفيروسات؟

كيف لغدد الأفاعي السمية المُخلقة معمليًّا إفراز سم حقيقي؟!

كيف لغدد الأفاعي السمية المُخلقة معمليًّا إفراز سم حقيقي؟!

تقتل الأفاعي السامة – أو تصيب اصابات بالغة – أكثر من نصف مليون شخص كل عام. ومع ذلك، لا يعرف الباحثون الا القليل عن الكيمياء الحيوية وراء السم، مما يعقد الجهود لتطوير العلاجات.

وفي ضوء الخلايا الجذعية، تمتلك تلك الخلايا القدرة على التمايز إلى أنواع متعددة اعتمادًا على البيئة المحيطة بها. والعلاج بالخلايا الجذعية يعتبر نهج حديث ومبتكر في الطب التجديدي والذي يجلب ثورة في مستقبل جميع العلاجات الطبية حيث يساعد في تجديد الخلايا التالفة في الجسم.

كما بدأ العلماء استخدامها لخلق عضيات صغيرة تشبه بشكل كبير الموجودة بأجسام الكائنات الحية المحاكية لها. حيث ابتكروا أعضاء صغيرة – أو عضيات – من الخلايا الجذعية البشرية والخاصة بالفئران البالغين لسنوات. واستخدمها العلماء حتى الآن لخلق العضيات مثل كبد صغير، أو أمعاء، وحتى الأدمغة بدائية، لكنها لم تجرب مع خلايا الزواحف من قبل.

العرض الأول للزواحف!

وهنا نجح الباحثون في زراعة أعضاء مصغرة من خلايا جذعية ثعبانية في المختبر تعمل تمامًا مثل الغدة السمية للأفعى؛ حتى أنها تنتج نفس طبيعة السم الحقيقي.

يقول بعض العلماء من نفس التخصص عن الدراسة:

“إنها طفرة كبيرة، يفتح هذا العمل إمكانيات دراسة البيولوجيا الخلوية لخلايا إفراز السم على مستوى جيد جدًا، وهو ما لم يكن ممكنًا في الماضي. كما أن التقدم يمكن أن يساعد الباحثين على دراسة سم الثعابين النادرة التي يصعب الاحتفاظ بها في الأسر، مما يمهد الطريق لعلاجات جديدة لمجموعة متنوعة من السموم.”

من خلية واحدة الى غدة افرازية حيوية!

بداية، قام هانز كليفر – عالم الأحياء الجزيئية من معهد وواحد من أهم علماء الكائنات العضوية في العالم – وزملاؤه بإزالة الخلايا الجذعية من غدد السم لتسعة أنواع من الأفاعي – بما في ذلك الكوبرا المرجانية وأفعى الألماس – ووضعوها في وسط به مجموعة من الهرمونات والبروتينات تحتوي عوامل النمو.

ولدهشة الفريق، استجابت الخلايا الجذعية للأفعى لنفس عوامل النمو التي تعمل على خلايا الإنسان والفأر. وهذا يشير إلى أن بعض جوانب هذه الخلايا الجذعية نشأت منذ مئات الملايين من السنين عن سلف مشترك بين الثدييات والزواحف.

بحلول نهاية الأسبوع، كانت خلايا الثعابين قد نمت لتصبح كتل صغيرة من الأنسجة، يبلغ عرضها نصف ملليمتر تقريبا بحيث ترى بالعين المجردة. وعندما أزال العلماء عوامل النمو، بدأت الخلايا تتحول إلى خلايا طلائية epithelial cells والتي تنتج السم في غدد الثعابين الحقيقية. كما وجد تشابه كبير بين جينات تلك العضيات والجينات الموجودة في الغدد الحقيقية للسموم.

كما تم اختبار السم الصناعي على الفئران لمعرفة مدى فعاليته بالنسبة للسم الحقيقي، فعطل وظائف خلايا عضلة الفأر وخلايا الفئران العصبية بطريقة مشابهة للسم الحقيقي تماما بطريقة مدهشة. وهكذا وباستخدام الخلايا الجذعية عرفنا كيف لغدد الأفاعي السمية المُخلقة معمليًّا إفراز سم حقيقي؟!

ماذا بعد؟!

والآن بعد أن ابتكر كليفرز وزملاؤه طريقة لدراسة تعقيد الغدد السامة والسموم دون الحاجة للتعامل مع الثعابين الحية والخطيرة، يخطط العلماء لانشاء بنك حيوي يجمع العديد من تلك العضيات المجمدة من الزواحف السامة في جميع أنحاء العالم والذي يمكن أن يساعد الباحثين في العثور على علاجات أوسع.

يعتقد العلماء أن سم الأفعى قد يحمل المفتاح لعلاج العديد من الأمراض والأعراض من الألم وارتفاع ضغط الدم وحتى السرطان.

المصادر:

السر وراء تحمل نقاري الخشب للصدمات عالية التأثير

قدرات مذهلة:

إن ضرب المنقار بجذع الشجرة يبدو وكأنه نشاط يسبب الصداع وآلام الفك وإصابات خطيرة في الرقبة والدماغ. ومع ذلك فإن نقاري الخشب يمكنهم فعل ذلك 20 مرة في الثانية الواحدة دون أن يعانوا من أي آثار جانبية. يوجد نقارو الخشب في مناطق الغابات في جميع أنحاء العالم، باستثناء أستراليا. هذه الطيور لديها قدرة عجيبة على استخدام مناقيرها للنقر في جذوع الأشجار لتكوين ثقوب لاستخلاص الحشرات والعصارة(sap). والشيء المثير للإعجاب أنهم يفعلون ذلك دون إيذاء أنفسهم. فما هو السر وراء تحمل نقاري الخشب للصدمات عالية التأثير.

ارتجاج الرأس لدى البشر:

نقارو الخشب يتحملون العديد من الصدمات عالية التأثير على رؤوسهم بينما ينقرون. لديهم ريش ذيل قوي ومخالب تساعدهم في الحفاظ على توازنهم أثناء تحرك رؤوسهم نحو جذع الشجرة بسرعة 7 أمتار (23 قدمًا) في الثانية. ثم، عندما تضرب منقارها، تبطئ رؤوسها بسرعة تقارب 1200 مرة قوة الجاذبية.

كل هذا يحدث دون أن يعاني نقار الخشب من ارتجاج أو تلف في الدماغ. الارتجاج هو شكل من أشكال إصابات الدماغ الناجمة عن الضربات المتكررة على الرأس. إنه أمر شائع ويحدث بشكل متكرر أثناء ممارسة الرياضة مثل كرة القدم الأمريكية أو الهوكي. وتؤدي إصابات الدماغ المتكررة إلى اضطراب دماغي تدريجي واعتلال دماغي رضحي مزمن(Chronic traumatic encephalopathy) لا رجعة فيه ويؤدي إلى أعراض مثل فقدان الذاكرة والاكتئاب والاندفاع والعدوانية والسلوك الانتحاري.

دوري كرة القدم الأمريكية الوطني يقول ارتجاجات تحدث في لاعبي كرة القدم عند قوة تسارع تساوي 80g. فكيف نجا نقار الخشب من صدمات متكررة تبلغ 1200g دون الإضرار بدماغهم؟

لقد بحث العلماء عن الأسرار الرئيسية لقدرة نقار الخشب على تحمل التأثير الكبير أثناء النقر على الخشب. ودرسوا الهياكل الدقيقة للعظام ثم قاموا بإجراء تحليل ميكانيكي حيوي على الرأس.

عظام جمجمة وعظام اللسان غير عادية:

بمقارنة جماجم نقار الخشب والدجاج، اكتشف العلماء أن نقاري الخشب لديهم تكيفات تمتص التأثيرات التي لا تمتلكها الطيور الأخرى. ويشمل ذلك عظام الجمجمة المتخصصة وعضلات الرقبة والمنقار وعظام اللسان.

عظام الجمجمة لها تركيبة كيميائية وكثافة مختلفة. على سبيل المثال، يتم تحقيق تكيف هيكلي واحد من خلال زيادة تراكم المعادن في العظام لجعلها أكثر صلابة وأقوى مقارنة بالطيور الأخرى. والمثير للدهشة أن عظم الجمجمة رقيق جدًا وهناك سائل أقل يفصل المخ عن عظم الجمجمة عن غيره من الطيور والحيوانات. هذا من شأنه أن يوحي بأن الجمجمة قد تم تكييفها لتكون أقسى وأقوى في نفس الوقت.

عادة في علم المواد في العالم الحقيقي، هناك مفاضلة عامة بين الصلابة والمتانة. ومع ذلك، فإن وجود مواد صلبة ومتينة في الرأس يقلل من مقدار التأثير الذي يتم نقله إلى الدماغ.

والمفهوم الثاني هو أن نقاري الخشب لديهم سائل داخلي يحيط بالمخ أقل من الحيوانات الكبيرة الأخرى. هذا يساعد على الحد من حركة الدماغ أثناء النقر. إن انخفاض كمية السائل له تأثير مماثل لصفار البيض المسلوق، والذي لن يتضرر بسبب الهز، مقارنةً بصفار البيض الخام غير المطبوخ.

نقارو الخشب لديهم أيضًا عظم موجود في لسانهم يساعد على استخراج الحشرات من الأشجار. يلتف اللسان غير العادي حول الجزء الخلفي من الجمجمة ومثبت في الجبهة بين العينين. يتيح هذا التكوين للسان وعظامه العمل كنابض (spring)، مما يبطئ من القوة البدنية والاهتزازات المصاحبة لها.

أنواع مختلفة من العظام:

يرجع السبب في صلابة وقوة عظم الهيكل العظمي النموذجي إلى غلاف كثيف من العظم القشري(compact bone) الذي يحتوي على عظم إسفنجي مسامي. لكن عظم لسان نقار الخشب له هيكل معاكس: غلاف مرن وعظم صلب في الداخل. يوفر هذا التكوين الداخلي والخارجي مرونة أفضل ويمكنه استيعاب التأثيرات والاهتزازات العالية.

يشير عمل العلماء إلى أن عظام نقار الخشب واللسان غير المعتادة في نقاري الخشب هي مثال على الهياكل المقاومة للصدمات الضرورية لحماية دماغ نقار الخشب أثناء نقر الخشب.

في الوقت الحالي، يعمل علماء الأحياء وعلماء الأعصاب بنشاط على دراسة دماغ نقار الخشب لمعرفة ما إذا كان هناك أي دليل مرضي على إصابات الدماغ مثل اعتلال الدماغ الرضحي المزمن في البشر.

ويأمل العلماء أن يكشف هذا البحث عما إذا كانت هناك آليات أخرى للحماية أو الشفاء على مستوى الأنسجة أو الخلايا في أدمغة نقاري الخشب، والتي نأمل أن تكشف عن كيفية حماية وإصابة إصابات الدماغ البشرية.

الخاتمة:

هل تعتقد أن السر وراء تحمل نقاري الخشب للصدمات عالية التأثير يمكن أن يساعد البشر في تجنب ارتجاجات الرأس التي تحدث كثيرًا و خصوصًا في الرياضات العنيفة؟

المصدر

ماذا تعرف عن عالم الفيروسات البسيط بتركيبه المُعقّد بألغازه ؟

عالم الفيروسات البسيط بتركيبه المُعقّد بألغازه

لا يهمني معرفة كم تبلغ من العمر، ولكني أملك الثقة كي أؤكد لك أنك على الأقل قد عاصرت انتشار أحد أنواع الفيروسات، ولا بُد أنك قد تكبدت عناء سماع أرقام الضحايا المتزايدة والمخاوف والتحذيرات والتهويلات اللامتناهية.

ولا بُد أنك قد رسمت على وجهك ابتسامة سخرية أو تعجّب لحظة سماعك المعلومات الغريبة التي أخبرك إيّاها أحد أصدقائك عن الفيروسات والمؤامرات السرية التي تُحاك باستخدام هذا السلاح البيولوجي!

دع عنك عزيزي القارئ عبء تلك المعلومات الثقيلة والمزيفة غالبًا، وانطلق معنا في جولة إلى عالم الفيروسات البسيط بتركيبه المُعقّد بألغازه.

ما هو الفيروس؟

بلا أي تعقيدات وبكل بساطة، الفيروس هو مادة وراثية محفوظة في مغلف أو محفظة من البروتين.

وبسبب التركيب البسيط للفيروس فأنه غير قادر على التكاثر من تلقاء نفسه بل يعتمد في ذلك على خلية مستضيفة توفر له العضيات والبيئة الملائمة للتضاعف والتكاثر.

تصنيف الفيروسات

على الرغم من بساطة الفيروسات إلا أنها تضم مجموعات متنوعة وأعداد كبيرة. ولتسهيل دراستها تم وضعها في عدة تصنيفات باستخدام عدة معايير، تختلف من حيث:

الشكل

تتشكل كبسولة البروتين حول المادة الوراثية بعدة أشكال، منها : المحفظة Capsomere ، الكروي Spherical ، اللولبي Helical ، وشكل العشرين وجه Icosahedral .

المادة الوراثية

تحتوي بعض الفيروسات على سلسلة واحدة من جزيء RNA وبعضها يحتوي على سلسلتين، كما يمكن أن تحتوي على سلسلة واحدة أو سلسلتين من جزيء DNA.

نوع الخلية المستضيفة

الفيروسات قادرة على العيش داخل جميع أنواع الخلايا سواء كانت وحيدة أو متعددة، وبشكل عام تقسم إلى فيروسات متطفلة على البكتيريا وفيروسات متطفلة على الكائنات متعددة الخلايا.

آلية عمل الفيروسات داخل الخلايا المستضيفة

تبدأ الحرب بين الفيروس والخلية المستضيفة بالتصاق الفيروس على الغشاء الخارجي للخلية ومن ثم محاولة إدخال المادة الوراثية الخاصة بالفيروس إلى داخل الخلية. تظهر الفيروسات هنا اختلافًا في طريقة إدخالها لمادتها الوراثية، فمنها من تتحد مع الغلاف الخارجي للخلية وتندمج معه وبعدها تفرغ محتواها الجيني، ومنها من تحاول إقناع الخلية بأنها كائن مسالم لا ينوي أي شر كإقناعها أنه قابل للاستهلاك وبذلك تلتف الخلية المسكينة حول الفيروس في عملية تدعى البلعمة Endocytosis، أما إذا واجه الفيروس غلافاً قاسيًا فأنه يحقن مادته الوراثية تمامًا كالإبرة إلى داخل الخلية المستهدفة دون الحاجة إلى دخولها.

في حال كانت المادة الوراثية تتكون من جزيء RNA فإنها تتجه نحو الريبوسوم لتبدأ هناك عملية التشفير وتصنيع بروتين الفيروس والذي يبدأ بدوره بمهاجمة جزيئي DNA و RNA الخلية المنافس والتخلص منهما وذلك لإتاحة فرصة أكبر لتضاعف المادة الوراثية للفيروس وإنتاج نسخ أكثر منه، بعد استنزاف مصادر الخلية، تغادر نسخ الفيروس الخلية متجهةً لخلايا أخرى.

مغادرة الخلية لن تكون سلمية بالطبع، فبعض الفيروسات تحلل غشاء الخلية وبذلك تتحلل الخلية بأكملها، بعضها الآخر تستغل هذا الغشاء وتضغط نفسها باتجاهه متنكرةً به وتستخدمه كوسيلة لمهاجمة باقي الخلايا والتي تتعرف على هذا الغشاء باعتباره خلية صديقة وليس فيروس قاتل.

تاريخ الفيروسات وتطورها

قبل أن نتسائل عن تاريخ الفيروسات لا بُد أن نتسائل عن آلية تحديد هذا التاريخ لكائنات ليس لها أي سجل أحفوري في الصخور -بسبب هشاشتها وعدم قابليتها للحفظ-.

ربما تكون الإجابة صادمة لك، لكن المادة الوراثية الخاصة بك وبكثير من الكائنات الحية يعتبر سجل أحفوري غني للفيروسات، كيف ذلك؟

إليك القصة، هناك نوع من الفيروسات معروف باسم الـ Retrovirus، يحتوي هذا النوع على جزيئات RNA كمادة وراثية، ويحتوي كذلك على بروتين مسؤول عن النسخ المعاكس أي تحويل جزيء RNA الى جزيء DNA، وبالتالي يحول المادة الوراثية الخاصة به إلى DNA، والتي بدورها تندمج مع DNA الخلية، وتتم بعدها باقي العمليات وتصنيع البروتين.

اندماج جزيء الـ DNA الذي يحدث في الخلايا الجنسية كالحيوانات المنوية والبويضات يورَّث للأجيال اللاحقة، وبالتالي يتم حفظ المعلومات الوراثية للفيروس في الكائن الحي وتنتقل من جيل إلى جيل، وبمقارنة تسلسل المادة الوراثية بين الأنواع المختلفة للكائنات الحية يمكننا تحديد عمر الفيروس أو على أقل تقدير معرفة الوقت الذي هاجم فيه هذا الفيروس خلايا الكائن الحي.

هذا بالنسبة لآلية تحديد تاريخ الفيروسات، أما بالنسبة لتاريخ الفيروسات وسبب ظهورها فهناك عدة نماذج مقترحة، نذكر منها:

النموذج الأول Virus first model

يقول بأن بساطة الفيروسات ترجّح أنها تطورت في وقت كانت فيه الحياة بسيطة وأولية أي أنها أقدم من أقدم كائن حي.

فرضية الهروب Escape Theory

تقترح أن الفيروسات تطورت من جينوم الخلايا، حيث أن بعض قطع الجينوم قادرة على قص ونسخ بعضها ونقل نفسها من جزء لآخر خلال سلسلة الحمض النووي، يعتقد العلماء أن أحد هذه القطع كان لها القدرة على تغليف نفسها ببروتين والهرب خارج الخلية.

النموذج الثالث

يقترح أن الفيروسات هي بقايا فيروسات أكبر حجمًا وأكثر تعقيدًا وقربًا للحياة الخلوية، وبعدها طورت علاقة تكافلية مع الكائنات الأخرى. مع ازدياد اعتماد الفيروس على الخلية المستضيفة، تخلى عن تعقيده، وبهذا تحولت العلاقة إلى تطفلية.

كيف تنتقل الفيروسات بين الأنواع المختلفة من الكائنات الحية؟

تتضمن عملية قفز الفيروس بين الأنواع المختلفة من الكائنات الحية ثلاث مراحل أساسية، وهي الاتصال مع الخلية الجديدة ومن ثم مهاجمتها والتضاعف داخلها ومن بعدها الإنتقال لفرد آخر من النوع ذاته.

التحدي الاول يكمن في الارتباط على سطح الخلية بمستقبلات خاصة أو آليات معينة، ومن ثَم دخوله إلى الخلية حيث سيجد الفيروس نفسه في حاجة لتوظيف آليات تكيّف جديدة إضافية لاستغلال الآلة التكاثرية الخاصة بالخلية لصالحه. كما أنه بحاجة إلى تثبيط عمل جهاز المناعة ونشر نسخ منه للخلايا المجاورة. بعد إتمام هذه التحديات بنجاح يصبح الفيروس قادرًا على الإنتقال إلى ضحية أخرى.

لحسن الحظ؛ الاختلافات الجينية بين الخلايا المضيفة تجعل من مهمة القفز بينها أمرًا صعبًا إلى حدٍ ما، لكن سرعة عمليات التكاثر الجنونية وما يرافقها من طفرات جينية ذات تأثير تكيفي – على الرغم من نسبتها القليلة – قادرة على جعل الفيروس ضيفًا جديدًا لدى خلية مستضيفة جديدة.

الأدوية والعقاقير المتوافرة

استطاع العلماء تطوير العديد من العلاجات والتي تعمل على تثبيط مراحل مختلفة في رحلة الفيروس نحو مهاجمة الخلية، حيث يعمل دواء Amantadine و Maraviroc المستخدمين في علاج فيروس الهربس Herpes على إعاقة عملية إختراق الفيروس للخلية. أما Acyclovir و Foscarent فيعملان على تثبيط عملية تصنيع تسلسل الحمض النووي والمادة الوراثية.

Zidovudine يعمل على تثبيط عملية النسخ العكسية، أي تحويل جزيء RNA إلى جزيء DNA وبالتالي يستخدم في علاج فيروس HIV المسبب لمرض نقص المناعة المكتسبة أو الأيدز AIDS، وIndinavir يعمل على تثبيط عملية تصنيع البروتين.

الجدير بالذكر أن هذه العلاجات تُعطى في الحالات الحرجة والخطرة جدًا، ويتم فيها مراعاة توافر عوامل الخطورة، ككبار السن والأطفال والحوامل وتواجد الأمراض المزمنة.

ما هو سبب خوفنا الدائم من الفيروسات ؟

مع توافر العديد من الأدوية ربما يتبادر إلى ذهنك عزيزي القارئ عن سبب خوفنا المستمر من الفيروسات، الإجابة هي أن مفتاح نجاح الفيروسات يكمن في بساطتها.

التركيب البسيط للفيروسات يحد من التراكيب القابلة لتصنيع أدوية وعقاقير لتثبيطها، كما أن سرعة تكاثرها الجنونية وما يرافقها من طفرات تجعل منها مقاومة بصورة سريعة للأدوية المتوافرة.

هل الفيروسات كائنات حية؟

من الطريف حقاً مع كل هذه الجلبة والتساؤلات التي تثيرها الفيروسات تواجد جدل كبير حول تصنيف الفيروس ككائن حي، ففي تعريفنا للفيروس قلنا أنه مادة وراثية وغلاف بروتيني فقط، كما أن الكثير من العلماء يضعون الفيروسات في منطقة رمادية من الأشياء شبه الحية. فالكائنات الحية تتميز بقدرتها على التكاثر والتطور، والمحافظة على بيئة مستقرة داخل خلاياها وصنع طاقتها بنفسها. أما الفيروسات فهي تتكاثر وتتطور لكنها لا تحقق الشرطان الأخيران فكانا السبب لزجّها في تلك المنطقة الرمادية.

سواء اعتبرها الخبراء كائنات حية أو شبه حية فالفيروسات موجودة وتشكل ما يقارب ٨ % من حمضك النووي الخاص والباحثون في كل مكان وبشكل متواصل في بحث دائم مستمر عن الطفرات التي من الممكن أن تتبعها الفيروسات للقفز بين الأنواع المختلفة من الكائنات وأساليب المقاومة التي تطورها ضد الأدوية والعقاقير، ويكمن التحدي الحقيقي في توقع الفيروس الذي سيشكل الكارثة العالمية القادمة.

المصادر:
Novalabs
PBS Eons
NatGeo
Khan Academy
Ted Ed

كيف يتنبأ النشاط الدماغي للأطفال بالاضطرابات النفسية ؟

كيف يتنبأ النشاط الدماغي للأطفال بالاضطرابات النفسية؟

يتنبأ النشاط الدماغي للأطفال بالاضطرابات النفسية في بحث جديد نشر بدورية الجمعية الطبية الأمريكية «JAMA psychiatry»، وذلك من خلال رصد نشاط المناطق المختلفة في المخ لدى الأطفال ذوي السبع سنوات ومتابعة تطورهم حتى عمر الإحدى عشر عامًا، وجد الباحثون أن اختلاف النشاط العصبي لمناطق المخ المختلفة يحمل تنبؤات دقيقة عن عرضة الطفل للاضطرابات النفسية مع تقدم عمره.

هل تكفي الأعراض لتشخيص المرض النفسي؟

تنشأ الأمراض النفسية نتيجة لعدة عوامل داخلية وخارجية، سواء كانت الجينات أم التربية أم الصفات الشخصية أم عوامل مجتمعية أو خبرات حياتية مدمرة تدفع بالمصاب إلى مخالب المرض النفسي، لمواجهة هذه العوامل يحمل الطبيب النفسي أدواته لاستكشاف أعراض المصاب واضعًا في الحسبان مشاعره وأفكاره وسلوكه وظروفه الحياتية.

على الرغم من أن الأطباء يشخصون الأمراض النفسية من خلال فحص الأعراض الظاهرة على المريض ومن ثمَّ معالجتها كلما أمكن، إلا أن أدوات علوم الأعصاب منحتنا نافذةً أوسع وأكثر دقة لفهم المرض النفسي.

يستطيع مسح المخ «Brain Scanning» تحديد موقع الخلل في الدماغ وتحديد أبعاد المرض النفسي والتنبؤ بأعراضه من خلال تحديد وظيفة هذه المنطقة.

يتحكم كل جزء من أدمغتنا بوظيفة حيوية أو نفسية لدينا، فعادة ما يرجع الاضطراب النفسي إلى خلل منطقة ما في المخ، يتمكن علماء الأعصاب من تحديد هذه المنطقة من خلال الرسم الدماغي «Brain Scanning»، وهذا ما يمكنهم من فهم أي وظيفة نفسية أو ذهنية أدى اختلالها إلى ظهور أعراض المرض النفسي.

فمثلًا عند مرضى الأكتئاب «Major Depressive Disorder» لا تعمل المنطقة الواقعة في مركز القشرة المخية المسماة بالقشرة الحزامية الأمامية «Anterior Cingulate Cortex»، وهي المنطقة المسؤولة عن المشاعر ونشوءها نتيجة لاتصال هذه المنطقة بالمناطق المخية الآخرى المسؤولة عن العواطف، أيَضًا يزداد نشاطها في اضطراب فرط الحركة «ADHD» مع ازدياد نشاط منطقة القشرة الجبهية «Prefrontal Cortex» المسؤولة عن الانتباه والتفكير والسلوك الموجه «Goal-directed Behavior».

غالبًا ما يظهر هذا الخلل الدماغي مع أعراض المرض، فمثلًا يميل مرضة الاكتئاب إلى الانسحاب من حياتهم اليومية شيءً فشيءً بينما يميل مرضة اضطرابات فرط الحركة إلى انتباه مشتت، إلا أن الأطباء النفسيين صمموا استبيانًا يبين سلوك الأطفال وميولهم نحو الاضطرابات النفسية المختلفة قبل أن تظهر هذه الأعراض فعلًا، كان ذلك من خلال تصميم ما يعرف بلائحة سلوك الطفل «Child Behavior Checklist»،

يقوم المتخصص النفسي بسؤال الأبوين عن سلوكيات أطفالهم، ومن خلال إجابات الأبوين يستطيع المختص تحديد ميول الطفل نحو سلوك غير صحي بعينه، مثل العنف ضد زملائه، أو قلقه المستمر، أو نشاطه الزائد.

ولكن هل الأدلة السلوكية التي تقدمها هذه اللائحة تكفي للتنبؤ بعرضة الأطفال للأمراض النفسية لاحقًا؟ استعانت سوزان جابريلي «Susan Gabrieli» وفريقها البحثي من جامعة نورث إيسترن الأمريكية «Northeastern University» بالأدلة التي أتاحتها دراسات المسح الدماغي لتجيب على هذا السؤال.

أداة جديدة للتنبؤ بالاضطرابات النفسية

بالنظر إلى الأفراد الأصحاء نجد أن منطقة المخية المسؤولة عن الانتباه والتفكير يقل نشاطها مع زيادة تفعيل المنطقة المسؤولة عن العواطف «Anti-correlated» ، والعكس صحيح، ولكن إن زاد نشاطهما معًا أو قل نشاطهما معًا، فهذا يدل على وجود خلل ما، ويعدُّ دليلًا على مرضي الاكتئاب أو مرض فرط الحركة

قامت سوزان وفريقها باستخدام الرنين المغناطيسي الوظيفي «fMRI» تقوم هذه التقنية على قياس معدل ضخ الدم إلى أجزاء المخ المختلفة، فالأجزاء النشيطة تزداد الدم الواصل إليها، فبالتالي تعكس نشاط مناطق المخ المختلفة، وقاموا بتطبيقها على أربعة وتسعين طفلًا في عمر السابعة، و تابعوا نمو هؤلاء الأطفال لمدة أربعة أعوام رصدوا خلالهم الأنماط السلوكية لدى الأطفال وميولهم نحو الاضطرابات النفسية المختلفة ومقارنتها بلائحة سلوك الطفل المعتاد استخدامها.

تخبرنا النتائج بأن النشاط الدماغي للأطفال يتنبًا بالاضطرابات النفسية، فكلما تماثل نشاط المناطق المسؤولة عن الانتباه والمناطق المسؤولة عن العاوطف -حتى بداية من سن السابعة- كلما زادت عرضة الأطفال للإصابة بالأمراض النفسية المختلفة عند وصولهم إلى سن الحادي عشر.

يفتح هذا الاكتشاف الباب أمام عالم أوسع وأرحب وأكثر دقة لاستخدام التصوير العصبي للتنبؤ بعرضة الأطفال للاضطرابات العصبية، ويخرج بنا خارج المقاييس السلوكية لتشخيص الأمراض النفسية، ولعله يسمح لنا بالوقاية منها عندما ندرك أي من أبناءها مهَّددٌ بخطر هذه الاضطرابات.

المصدر: JAMA Psychiatry

مصدر الصورة

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.

المصدر : PLOS Biology

إشارة عصبية جديدة يحتكرها مخ الإنسان

إشارة عصبية جديدة يحتكرها مخ الإنسان تحمل الكثير من التأملات نحو القوة الحاسوبية لعقلنا دونًا عن سائر الكائنات، والتي تتحدى فرضيةً دامت طويلًا في التعلم الآلي.

تخبرنا دراسة نشرت بدورية العلوم «Science Magazine» في بداية هذا العام عن قوة خفية يحملها الثلثان الأخيران من قشرتنا المخية، تحديدًا في قلب الخلايا العصبية في هذه المنطقة.

الخلية العصبية كما فهمناها

تتكون الخلية العصبية من رأس وذيل، يسمى الرأس بجسد الخلية العصبية «Soma»، وتستقبل خلاله الإشارات الكهربية من الخلايا حولها، تسير الإشارة الكهربية في جسد الخلية العصبية حتى تصل إلى الذيل أو ما يسمى بالمحور «axon»، يستريح المحور على جسد خلية عصبية أخرى، ناقلًا إليها الإشارة الكهربية.

ولكن الأمر أكثر تعقيدًا من ذلك، حيث أن الخلية العصبية تحمل بوابات مختلفة للأيونات الموجبة والسالبة، مثل الصوديوم والبوتاسيوم والكاسيوم والكلور، وكل بوابة لهذه الأيونات لها طريقة عملها، فبعضها يتحفز سريعًا حينما تأتيه الإشارة الكهربية، بعضها ينشط ببطء، والبعض الآخر يحتاج قدرًا معينًا من الإشارات الكهربائية حتى ينشط، معًا تعمل هذه الأيونات على نقل الإشارات العصبية من خلية عصبية إلى أخرى، ومن منطقة من المخ إلى منطقة أخرى.

تعمل الخلايا العصبية جميعها معًا على حل “المشكلات”، قد تكون هذه المشكلة ماذا نتناول في عشاء اليوم، أو كيف ننظم أنفسانا ونسترخي حين تكون حياتنا مستقرة ولا خطر يواجهنا.

ولأن الخلايا العصبية تعمل على مرور الكهرباء فيما بينها فقد مثلها علماء الأعصاب بصورة شبكة، حيث تمثل كل خلية عصبية نقطة ، وتنتشر الإشارة العصبية خلالها محكومة بنوع الأيونات ونوع الاتصالات عند هذه الخلايا العصبية.

علوم الأعصاب والتعلم الآلي

يستغل علماء الحاسوب مفهوم الشبكة العصبية «Neural Network» بدرجة كبيرة في شتى المشاكل، خاصة مشكلات التعلم الآلي Machine» «Learning، يحمل هذا المجال تطبيقات كبيرة في تحليل البيانات المختلفة والتفضيل بينها وإيجاد حلول لشتى المشاكل التي يتم عرضها على هذه الشبكة العصبية، ولكن تطبيقاتها لم تتوقف على علوم الحاسب فقط، ولكنها تستخدم في فهم الجهاز العصبي و تمثيله في نماذج وفهمه بقدر أكبر مما تطرحه فقط دراسة الخلايا العصبية كجزيئات كيميائية وأيونات.

كان الفهم السائد من هذا المنطلق أن الخلية العصبية المفردة تعمل مثل بوابة المنطق AND المشهورة في الدوائر الكهربائية، فيجب أن يجتمع قدر معين من النشاط الكهربائي في جسد الخلية كي تتمكن من إرسال سيال عصبي خلال محورها إلى الخلية العصبية التالية. وهذا المفهوم يتناسق مع فهمنا لتركيب الخلية العصبية، حيث أن بعض الأيونات لا تدخل الخلية إلا عندما تأتيها إشارات عصبية قوية مجتمعة من عدة خلايا عصبية أخرى.

يتوقف دور الخلية العصبية المفردة على ذلك، لما فيه من بساطة، ولكن نظريًا فيمكن لشبكة من الأعصاب أن تقوم بأي وظيفة أيًا كانت، بل إن تحقيق بعض الوظائف يتوقف كليًا على شبكة الأعصاب، ولا يمكن القيام بها في خلية عصبية مفردة، بل قام بعض علماء الحاسب في أواخر ستينيات القرن الماضي بالإثبات النظري لاستحالة القيام بوظيفة XOR إلا من خلال شبكة عصبية متكونة من عدة طبقات، ولا تستطيع شبكة واحدة القيام بها.

تعمل بوابة XOR بقراءة إشارتين كهربيتين يدخلانها، فإن كان إحداهم موجبة أو 1، أما الثانية غير متواجدة أو 0، ترسل بوابة XOR إشارة موجبة أو تحمل قيمة 1 هي الأخرى لباقي أجزاء الشبكة العصبية أو الدائرة الكهربية، أما إذا جاءتها إشارتين بقيمة 1 أو إشارتين بقيمة 0 فلا تعمل.

هل كنا على خطأ؟

هذا إلى أن جاء ماثيو إيفان لاركم «Mathew Evan Larkum» من جامعة همبلدت برلين الألمانية «Humboldt University of Berlin» وفريقه البحثي لدراسة ظاهرة جديدة في الخلية العصبية، تحديدًا في ثلثي القشرة المخية الخارجيين وتفسير سلوكها الغريب الذي لا يستطيع تفسيره فهمنا عن الخلايا العصبية.

باستخدام أيونات كالسيوم المشعة، وبغلق بوابات الأيونات الموجودة على الخلية العصبية، وجد الباحثون نوعًا جديدًا من بوابات الكالسيوم، والتي تحمل نوعًا خاصًا من الإشارات العصبية dCaAP، تختلف في تحفيزها وتوصيلها للكهرباء عن سائر الخلايا العصبية التي درسناها من قبل.

بعد دراسة العديد من الخلايا العصبية التي تظهر هذا النمط من بوابات الكالسيوم، قام الباحثون بتصميم نموذج حاسوبي للخلايا العصبية بالخصائص الجديدة التي وجدوها.

في المحاكاة التي صمموها، تنطلق إشارات عصبية بشكل عشوائي نحو الخلايا وفيما بينها، مما يزيد من احتمال أن تصل إشارتان عصبيتان لنفس الخلية في نفس الوقت، حين يحدث ذلك، لا تنطلق أي إشارة عصبية من نوع الdCaAP، ولكن تنشط فقط حينما يصلها إشارة عصبية واحدة في الوقت الواحد.

يعد هذا النشاط مطابقًا تمامًا لوظيفة XOR التي تطرقنا إليها، يقول الباحثون في دراستهم: “طال الظن بأن التشابكات العصبية تقوم فقط بوظيفتي AND أو OR”، ولكن حسب نتائج دراستهم يكمل الباحثون “ولكننا وجدنا السيالات العصبية dCaAPs يستطيع القيام بهذه الوظيفة”.

لعل العامل الرئيسي الذي أدى لهذا الاكتشاف يكمن في قيام العلماء بدراسة شرائح من خلايا عصبية بشرية مستأصلة -لأسباب علاجية- من مرضى الأورام الدماغية ومرضى الصرع، فاعتمادهم على العينات البشرية كشف لنا ما لم تكشفه لنا أدمغة الفئران التي درسناها وبنينا على أساسها مفهومنا عن الخلايا العصبية ونشاطها، فهذا النوع يعد إشارة عصبية جديدة يحتكرها مخ الإنسان.

ماذا بعد؟

يدعو الباحثون العلماء في نهاية الدراسة بتجديد رؤيتهم للعقل البشري ومفهومنا عنه، فسيؤدي فهم قدرة الخلية المفردة ووضع نموذج سليمة لها في النهاية لفهم العقل البشري وكيف تتفاعل جميع عناصره لينشأ السلوك المخي في النهاية.

تخبرنا هذه الدراسة أيضًا أن الخلية العصبية المفردة تحمل داخلها قوة حاسوبية اقوى مما توقعناه، وهذا يفتح الباب أما تجديد العديد من المفاهيم، فالخلية العصبية ليست مجرد نقطة في شبكة تنتشر خلالها الإشارات الكهربية، ولكنها تحمل تعقيدًا كافيًا يجعلها في ذاتها كيانًا يستحق الدراسة والفهم، ومن يدري إلى ماذا ستصل تطبيقات هذا في علوم الحاسب ذاتها التي أنكرت إمكانية مثل هذا الأمر.

المصدر: Science Magazine

نظرية التطور: أحافير حية قد تغير المبدأ الأساسي للانتخاب الطبيعي

أثارت نظرية التطور العديد من المناقشات الحماسية. حيث يوجد مبدأ واحد يوافق عليه جميع الخبراء في المجال وهو أنَّ الانتخاب الطبيعي يحدث على مستوى الجينوم.
لكن اكتشف فريق بحثي من جامعة كاليفورنيا مؤخراً دليلاً قاطعاً على أنَّ الانتخاب الطبيعي قد يحدث أيضاً على مستوى فوق الجينوم. يطلق مصطلح فوق الجينوم على مجموعة الملاحظات الكيميائية للجينوم حيث تحدد الجينات التي يجب تنشيطها ومتى وإلى أي مدى يجب ذلك. يغير الاكتشاف الجديد الفكرة المقبولة على نطاق واسع عن نظرية التطور بأنَّ الانتخاب الطبيعي يعمل حصرياُ على الاختلاف في تسلسل الجينوم.

نظرية التطور: أحافير حية تغير مبدأها الأساسي

نُشرت داسة بتاريخ 16/01/2020 في مجلة الخلية حيث درس الباحثون خميرة « Cryptococcus neoformans »التي تصيب الأشخاص الذين يعانون من ضعف جهاز المناعة وهي مسؤولة عن 20% من وفيات مرضى الإيدز. أظهرت نتائج الدراسة أنًّ الخميرة تحتوي على علامة فوق جينية في تسلسل الحمض النووي الخاص بها، لكن بناءً على التجارب المخبرية والنماذج الإحصائية كان يجب أنْ تختفي العلامة من النوع في وقت ما خلال عصر الديناصورات.

عملية المثيلة

تنشأ علامة المثيل عن عملية ربط مجموعة المثيل في الجينوم حيث تمكنت من الالتحام لمدة تزيد عن 50 عام بعد تاريخ الانتهاء المتوقع.

يقول العالم « Hiten Madhani » أستاذ الكيمياء الحيوية في جامعة كاليفورنيا: « لقد رأينا أنَّ عملية المثيلة يمكن أنْ تخضع للاختلافات الطبيعية ويمكن اختيارها لمدة تزيد عن 50 عام، ويعتبر هذا أسلوب غير مسبوق للتطور ولا يعتمد على التغييرات في تسلسل الحمض النووي للكائن الحي.»

توجد عملية المثيلة في جميع الفقاريات والنباتات بالإضافة إلى العديد من الفطريات والحشرات. لكن تفتقر العديد من الكائنات الحية النموذجية لعملية المثيلة بما في ذلك خميرة الخبز S. cerevisiae والديدان الدائرية C. elegans وذبابة الفاكهة. حيث تنحدر هذه الأنواع من أسلافها القدامى الذين فقدوا إنزيماتهم الضرورية لنقل عملية المثيلة من جيل إلى جيل. لكن كيف نجحت خميرة C. neoformans في تجنب المصير نفسه؟

كيف حافظت خميرة C. neoformans على المثيلة؟

أظهر الباحثون في الدراسة الجديدة أنّه كان لدى سلف خميرة « C. neoformans » نوعين من الإنزيمات التي تتحكم في مثيلة الحمض النووي. أحدهما يسمى « de novo methyltransferase » وهو المسؤول عن إضافة مجموعة مثيل إلى الحمض النووي المجرد الذي لا يمتلك أي جزيء. أما النوع الآخر فيدعى « maintenance methyltransferase » حيث يقوم هذا الإنزيم بنسخ علامات المثيل التي أضافها إنزيم « de novo methyltransferase » ثم يُرفقها بالحمض النووي الذي لا يمتلك مجموعة مثيل.

لكن بعد ذلك في وقت ما خلال عصر الديناصورات فَقَدَ سلف خميرة «C. neoformans » إنزيم « de novo methyltransferas »، ومنذ ذلك الحين يعيش نسلها بإنزيم واحد مما يجعلها من الأنواع الوحيدة التي تمتلك مثيلة للحمض النووي دون وجود إنزيم « de novo methyltransferas »

نظرية التطور ودور الانتخاب الطبيعي

على الرغم من بقاء إنزيم « maintenance methyltransferase » متاحاً لنسخ أي علامات مثيلة موجودة بالفعل، أظهرت الدراسة أنَّه لولا دور الانتخاب الطبيعي في الحفاظ على المثيلة، فإنَّ الخسارة القديمة لإنزيم « de novo methyltransferas » كان يجب أنْ تؤدي إلى زوال سريع واختفاء نهائي لمثيلة الحمض النووي في خميرة « C. neoformans » .

يمكن أنْ تُفقد علامات المثيلة بشكل عشوائي، مما يعني أنَّه بغض النظر عن دقة نسخ « maintenance methyltransferase » للعلامات الموجودة على مسارات جديدة للحمض النووي، فإنَّ الفقد المتراكم للمثيل سيترك في النهاية إنزيم الصيانة بدون قالب للعمل. ورغم تصور العلماء أنَّ الفقد يحدث بوتيرة بطيئة، إلا أنَّ الملاحظات التجريبية سمحت للباحثين بتحديد أنَّ كل علامة مثيلة يمكن أن تختفي من نصف السكان بعد 7500 جيل فقط.

الانتخاب الطبيعي يمتد إلى مافوق الجينوم

لا يُفسِّر الحصول على علامات مثيلة جديدة نادرة وعشوائية استمرار المثيلة في خميرة « C. neoformans »، حيث أظهرت التجارب المخبرية أنَّ معدل نشوء علامات المثيلة الجديدة بالصدفة أبطأ بنسبة 20% من معدل فقدان المثيلة.خلال فترات الزمن التطورية كانت الخسائر ستهيمن بشكل واضح، وبدون وجود إنزيم « de novo methyltransferas » للتعويض، فإنَّ المثيلة كانت ستختفي من « C. neoformans » في الوقت الذي اختفت فيه الديناصورات لولا ضغوط الانتخاب الطبيعي التي فضلت بقاء المثيلة.

عندما قارن الباحثون مجموعة متنوعة من سلالات خميرة « C. neoformans » التي كان معروفاً أنها تباعدت عن بعضها منذ 5 ملايين عام، وجدوا أنَّ الأمر لم يقتصر على أنَّ جميع السلالات تحتفظ بمثيلة الحمض النووي، بل كانت علامات المثيل تغطي مناطق متشابهة من الجينوم، مما يوحي بأنَّ علامات المثيل في مواقع جينومية معينة تمنح نوعاً من ميزة البقاء.

يقول العالم « Hiten Madhani » بأنَّ الانتخاب الطبيعي يحافظ على المثيلة في مستويات أعلى بكثير مما هو متوقع من عملية محايدة من المكاسب والخسائر العشوائية، حيث يعتبر هذا المكافيء الفوق جيني للتطور الدارويني. ويعود سبب اختيار التطور لهذه العلامات الخاصة إلى أنَّ إحدى وظائف المثيلة الرئيسية هي الدفاع عن الجينوم.

في السابق لم يكن هناك دليل على حدوث هذا النوع من الانتقاء خلال هذه المقاييس الزمنية، ويقول العالم Hiten Madhani: «هذا مفهوم جديد تماماًلكن السؤال المهم الآن هو هل يمكن أن يحدث هذا خارج هذا الظرف الاستثنائي؟ وكيف نجده؟»

المصادر:

Science Daily

CELL

إعادة إنتاج صوت مومياء مصرية عمرها 3 آلاف عام!

إعادة إنتاج صوت مومياء مصرية عمرها 3 آلاف عام!

إذا استطاع الموتى التحدث، فمن المحتمل أن يكون لديهم الكثير ليقولوه. ومع ذلك، سيكون الأمر صعبًا للغاية لإصدار صوت واحد مع فقدان اللسان وتهتك الأحبال الصوتية. لذا وفي ظل هذه الظروف، يجب أن نغفر للمومياء المصرية نسيامون البالغة من العمر 3000 عام لتذمرها في كلمة “eeeeyhh” التي صدرت عنها!

بعد عدة آلاف من السنين على موت الكاهن نسيامون، كان هذا هو الصوت الذي سمعه العلماء عند قيامهم بطباعة نسخة الأبعاد الثلاثية للمسالك الصوتية لمومياءه، والصوت الذي تم إنتاجه يقع ما بين الحرفين المتحركين في الكلمتين الانجليزيتين “bed” و”bad”.

من هو الكاهن نسيامون “Nesyamun” ؟

عاش نسيامون في عهد الفرعون رمسيس الحادي عشر، الذي حكم في بداية القرن الحادي عشر قبل الميلاد. وكانت مومياؤه، الموجودة حاليًا في متحف مدينة ليدز بالمملكة المتحدة، موضع بحثي كبير ولا تزال كذلك وذلك بسبب جودة تحنيط المومياء وكون الأنسجة المتبقية في حلقه ومسلكه الصوتي سليمة الى حد ما، ولهذا تم اختياره لهذا المشروع دونا عن غيره.

كيف تمكن العلماء من إعادة إنتاج صوته؟

أشار ديڤيد هوارد، المؤلف المشارك في الدراسة ورئيس قسم الهندسة الإلكترونية بجامعة لندن:

“إن الصوت هو صوت Nesyamun في وضعية وحالة رقوده في نعشه بعد التحنيط.”!

استخدم الباحثون تقنية المسح المقطعي “CT scanner” لإعادة إنشاء النسخة الصناعية ثلاثية الأبعاد للقناة الصوتية للمومياء، على طول الطريق من شفاه المومياء إلى الحنجرة. وتم توصيل مكبر الصوت بها لإنشاء صوت للمسالك الصوتية.

ومع ذلك، هذه النتيجة ليست كافية لتجميع أو قول جملة محددة كاملة. وللقيام بذلك، سوف يحتاجون إلى مزيد من المعرفة بتعابير المسالك الصوتية، ولغة هذا الكاهن القديم، وربما اللسان أيضا، ففي حين أن القناة الصوتية للمومياء كانت في حالة رائعة بعد عدة آلاف من السنين، إلا أن الجزء الأكبر من العضلات الخاصة مفقود.

يمكنك الاستماع الى الصوت من هنا

أهمية الصوت بعد الموت عند المصري القديم!

كان المصري القديم يأمل في أن تتمكن روحه من الكلام بعد الموت، حتى يتمكن من قراءة ما يسمى ” الاعتراف السلبي” لإخبار آلهة الحكم أنه قد عاش حياة طيبة، واذا وافقت الآلهة على ذلك يُبعَث ليعيش حياة أبدية بعد الموت، واذا رفضت يموت ثانيةّ الي الأبد. لذا فان إعادة إنتاج صوت مومياء مصرية عمرها 3 آلاف عام أمر رائع بالنسبة للكاهن ولنا جميعا.

ليست المرة الأولى!

في عام 2016، تمكن العلماء من إعادة صوت المومياء Ötzi Iceman بنفس الطريقة، غير قيام هوارد بنفس النوع من الأبحاث، ولكن على المناطق الصوتية للأحياء بما في ذلك نفسه، والتي جاءت مشابهة تماما لأصواتهم الحقيقية. وفي تجربته، يقول:

“إن صوت حرف واحد فقط رائع للغاية، ومن الواضح أن الانتقال من ذلك إلى إصدار كلام يعد خطوة كبيرة، لكن العملية قد بدأت على الأقل.”

وتكمن أهمية تركيز العلماء على إعادة صوت نسيامون، وبالتالي بعض هويته، هو اعتراف حيوي بالاعتبارات الأخلاقية، ليس فقط في دراسة الماضي، ولكن لتوضيح أهمية مثل هذا البحث للجمهور الحديث كقول أحد العلماء المعلقين على الدراسة.

كما أكد العلماء أنه يشجع الناس على زيارة المتاحف فكونك تسمع صوت أموات منذ آلاف السنين أمر رائع، كما يشجع السياح على زيارة معبد الكرنك بمصر والذي كان يؤدي به نسيامون مهامه ككاهن.

المصادر:

عالم يكرم محمد صلاح بإطلاق اسمه على فصيلة جديدة من النمل

عالم يكرم محمد صلاح بإطلاق اسمه على فصيلة جديدة من النمل.

عالم يكرم محمد صلاح عن طريق إطلاق اسمه على فصيلة جديدة من النمل، أستاذ علم النمل المصري د.مصطفى شرف يكرم مهاجم ليفربول محمد صلاح بطريقة غريبة بعد اكتشافه نوع جديد من النمل في عمان و أطلاق أسم «Meranoplus mosalahi» عليه.

في دراسة أجراها د. مصطفى شرف بقسم وقاية النبات في كلية علوم الأغذية والزراعة بجامعة الملك سعود في الرياض والأستاذ الزائر في المتحف العالمي في ليفربول مع د. عبد الرحمن سعد الداود بإسم:

«مراجعة جنس النمل (Smith-1853) المسمى (Meranoplus (Hymenoptera: Formicidae في شبه الجزيرة العربية مع وصف نوع جديد باسم (موصلاح – M. mosalahi) في عمان»

لماذا الأسم؟

د. شرف احد ملايين معجبين مهاجم ليفربول محمد صلاح وجد في هذه الطريقة تكريمًا كبيرًا لصلاح، لكن غير معروف حتى الآن ما رأي صلاح في هذا التكريم، وكتب د. شرف تحت صفحة المجلة العلمية المنشور فيها هذا الاكتشاف

«نهدي هذا النوع لمحمد صلاح (مو صلاح)، لاعب كرة القدم المصري المحترف في نادي ليفربول الإنجليزي والمنتخب المصري».

انجازات د. شرف

اكتشف د. شرف أكثر من 30 نوعًا من النمل في مصر واليمن وسلطنة عمان والمملكة العربية السعودية، كما أوضح د. شرف أن تسمية هذا النوع بعد لاعب تشيلسي السابق هو وسيلة لإبراز مسيرة صلاح ولم يكن المقصود بها إهانة، كما تمت تسمية معظم النمل الذي اكتشفه شرف باسم شخصيات مشهورة كوسيلة لتكريمهم.

محمد صلاح

محمد صلاح الذي انضم إلى ليفربول في انتقال دائم من روما في عام 2017 ، مر بموسم مذهل، محطمًا العديد من الأرقام القياسية، بما في ذلك تسجيل 32 هدفًا في الدوري الممتاز، وقاد فريقه الإنجليزي إلى نهائي دوري أبطال أوروبا UEFA 2017-18 ضد ريال مدريد، وقاد صلاح البالغ من العمر 26 عامًا المنتخب المصري إلى مرحلة المجموعات في كأس العالم 2018 FIFA.

تاريخ وتوثيق الميرنوبلس

تم اكتشاف وتوثيق جنس النمل Meranoplus من قبل «سميث، عام 1853» بناءً على النوع M. bicolor وهو جنس كبير في فصيلة Myrmicinae به 90 نوعًا موزعة في جميع أنحاء المناطق الاستوائية في العالم القديم بما في ذلك مناطق أفريقيا الاستوائية و مدغشقر وأستراليا والشرق.

العديد من تلك الأنواع تبني أعشاشًا في الأرض أو بين جذور النباتات وتصنف أنواع هذا الجنس على أنها حيوانات آكلة اللحوم، أو آكلات جرثومية اختيارية أو متخصصة

يتم توصيف أنواع Meranoplus من خلال الجمع بين الصفات التالية في الطبقة العاملة، منها:

هوائي مكون من 9 أجزاء ومضرب طرفي مكون من 3 أجزاء
هوائيات ذات بثور متطورة
قواطع الفك السفلي ب 4-5 أسنان؛ يشكّل البروميسونوتوم
الرؤية الظهرية ذات هيكلًا مدرعًا عريضًا ملحوظًا يتسع بشكل أفقي وفي بعض الأنواع درع بروتيني مع العمود الفقري الجانبي و / أو الخلفي petiole sessile.

بحث د. شرف

يصف التقرير الأولي لجنس Meranoplus من شبه الجزيرة العربية (Sharaf, Al Dhafer & Aldawood, 2014) فصيلة جديدة من الـ M. pulcher من مجموعة M. magritte القائمة على طبقة النمل العاملة، في الجبال الجنوبية الغربية، المملكة العربية السعودية.

في الآونة الأخيرة تم اكتشاف طبقة ملكة M. pulcher للمرة الأولى بناءً على عينة تم جمعها من النوع المحلي عن طريق المصائد والفخاخ (Sharaf & Aldawood, 2017).

وبالبحث ومراجعة للأنواع العربية من جنس Meranoplus تم تقرير وجود جنس جديد اكتُشف لأول مرة في سلطنة عمان بناءً على عينات النمل التي تم جمعها مؤخرًا من محافظة ظفار (Sharaf & Aldawood, 2019)

أين توجد العينات؟

تتوفر عينات من هذا النوع الآن في ثلاث متاحف هي:

مجموعة أكاديمية كاليفورنيا للعلوم، أكاديمية كاليفورنيا للعلوم، سان فرانسيسكو، كاليفورنيا، الولايات المتحدة الأمريكية.
متحف جامعة الملك سعود للمفصليات، قسم وقاية النبات، كلية علوم الأغذية والزراعة، جامعة الملك سعود، الرياض، المملكة العربية السعودية.
متحف ليفربول العالمي، ليفربول، المملكة المتحدة.

مصادر:

EFE

الورقة البحثية

Sharaf MR, Aldawood AS. 2019. Review of the ant genus Meranoplus Smith, 1853 (Hymenoptera: Formicidae) in the Arabian Peninsula with description of a new species M. mosalahi sp. n. from Oman. PeerJ 7:e6287 https://doi.org/10.7717/peerj.6287

اقراء ايضًا:

ماذا تعرف عن الـ«الإكسينوبوتات-xenobots»: روبوتات صُنعت من خلايا حية؟

Abstract

التمارين الرياضية هل يمكن الاستغناء عنها واستبدالها بالبروتينات؟

تعطي التمارين الرياضية فوائد جمة للصحة. لكن ماذا لو استطعت الحصول على فوائد التمرينات دون تحريك عضلة واحدة؟

تتميز العضلات الهيكيلة بقدرتها على تكييف كتلتها مع التغيرات في النشاط. ويسبب الخمول ضمور العضلات وفقدان كتلتها وقوتها، مما يؤدي إلى العجز البدني وتدهور الصحة.

تعتبر بروتينات السيسترين عوامل وقائية ضد هدر العضلات. حيث يقل إنتاج السسترين أثناء عدم النشاط ويؤدي نقصه الوراثي إلى هزال العضلات.

أظهرت الدراسات الخلوية أنَّ للسيسترين وظيفة مضادة للأكسدة، حيث يُثبط جذور الأوكسجين الحرة. وتشير الدراسات الحديثة إلى أنَّ بروتينات السيسترين تخفف من أمراض الكبد الأيضية المرتبطة بالسمنة لدى الفئران مثل مقاومة الإنسولين والتهاب الكبد الدهني.

دراسات جديدة حول السيسترين

لاحظ العلماء في دراسة جديدة أنَّ ضمور العضلات لايعزز جميع الأنشطة الهادمة، بدلاَ من ذلك يضعف الالتهام الذاتي في حين يُعزز النشاط البروتيني كاستجابة لعدم الحركة.

وأظهرت النتائج انَّ السيسترين يحافظ على كتلة العضلات وقوتها في ظروف الضمور، حيث اعتبره العلماء الموجه الرئيسي لكتلة العضلات الهيكلية.

اكتشف باحثو الطب في ميشغان أنَّ البروتين الطبيعي سيسترين يمكن أن يمنح فوائد التمارين الرياضية في الذباب والفئران.
قام الباحثون بتدريب ذبابة الفاكهة لثلاثة أسابيع وقارنوا القدرة على الجري والطيران للذباب العادي مع الذباب الذي يفتقد القدرة على إنتاج بروتين سيسترين.

يقول الأستاذ جون هي لي : يستمر الذباب بالمشي من 4 إلى 6 ساعات، وقد تحسنت قدرات الذباب العادية خلال تلك الفترة. بينما لم تتحسن قدرات الذباب الذي لا يُنتج السيسترين.

نتائج الدراسة في الذباب والفئران

قام الباحثون بزيادة إنتاج السيسترين في عضلات الذباب، مما جعل قدراتها تتجاوز الذباب المدرب رغم عدم ممارستها للتمرينات. تشير هذه النتائج إلى أنَّ السيسترين ضروري لتحسين القدرة على التحمل والطيران بعد التمرين.

لا تقتصر فوائد السيسترين على زيادة القدرة على التحمل. حيث تفتقر الفئران التي لا تنتج السيسترين إلى القدرة الهوائية والتنفس الجيد وحرق الدهون المرتبط عادة بالتمرينات.

اختبر الباحثون إمكانية ملاحظة فوائد السيسترين من خلال دراسة الوظيفة الحيوية، فوجدوا أنَّ السيسترين يزيد من إنتاج بروتين PGC1α/β وإنزيمات المايتوكندريا. حيث أكدت النتائج أنَّ السيسترين يزيد التكاثر الحيوي للميتوكندريا.

تبشر نتائج هذه الدراسات بإمكانية إنتاج السيسترين كمكلات غذائية لكن الباحثون مقيدون بحجم جزيئات السيسترين الكبيرة. بالإضافة إلى ذلك مازال العلماء يجهلون كيف تحفز التمارين الرياضية إنتاج السيسترين في الجسم، حيث يعتبر مجالاً مهماَ للدراسات المستقبلية التي يمكن أن تؤدي غلى علاج الأشخاص العاجزين عن ممارسة الرياضة.

المصادر:
ScienceDaily

Nature1

Nature2

ماذا تعرف عن الـ«الإكسينوبوتات-xenobots»: روبوتات صُنعت من خلايا حية؟

ماذا تعرف عن الـ «الإكسينوبوتات-xenobots»: روبوتات صُنعت من خلايا حية؟

تُعرفُ الخلايا الجذعية المأخوذة من أجنة الضفادع على قدرتها على التحول إلى خلايا جلد وخلايا نسيج القلب، هذا في حال سُمِحَ لها بمتابعة نموها الطبيعي. لكن في ظروفٍ أخرى والّتي تشمل التكوينات المصصمة من قبل الخوارزميات والبشر، تم تكوين شئ جديد من هذه الخلايا: أول روبوتات أُنشِأت بالكامل من خلايا حية.

تم تسمية هذه الروبوتات بـ xenobots. النقط الصغيرة الحجم التي تحتوي على ما يتراوح من 500 إلى 1000 خلية والتي تمكنت من التنقل عبر طبق بتري والتنظيم الذاتي وحتى نقل الحمولات الضئيلة. هذه الـ xenobots لا تشبه أي كائنٍ حيٍ أو عضوٍ رأيناه أو أنشأناه حتى الآن.

هناك الكثير من الإمكانات للآلات الحية المصممة لمجموعة متنوعة من الأغراض، بدءًا من توصيل الأدوية للأماكن المستهدفة وحتى المعالجة البيئية. وهذا أمر رائعٌ للغاية.

وقال عالم الكمبيوتر وأخصائي الروبوتات جوشوا بونجارد من جامعة فيرمونت:

“إنها آلةٌ حية جديدة. ليست روبوتًا تقليديًا ولا نوعًا معروفًا من الحيوانات. إنها فئةٌ جديدةٌ من صُنع الإنسان: كائنٌ حيٌ قابلٌ للبرمجة.”

يتطلب تصميم الـ xenobots استخدام الحاسوب العملاق، وخوارزمية يمكن أن تجمع عملياً بضع مئات من خلايا قلب وجلد الضفدع في تكوينات مختلفة (إلى حد ما مثل طوب ليغو)، ومحاكاة النتائج.

سيقوم العلماء بتعيين النتيجة المرجوة – مثل الحركة – وستقوم الخوارزمية بإنشاء تصميمات مرشحة تهدف إلى إنتاج تلك النتيجة. تم تصميم الآلاف من تكوينات الخلايا بواسطة الخوارزمية، مع مستوياتٍ متفاوتة من النجاح.

تم التخلص من التكوينات الأقل نجاحًا للخلايا، وتم الاحتفاظ بالأنواع الأكثر نجاحًا وتنقيحها.

بعد ذلك، اختار الفريق التصميمات الواعدة للبناء الجسدي من الخلايا التي يتم حصادها من القيطم الأفريقي «Xenopus Laevis». وتم هذا العمل المضني باستخدام ملاقط مجهرية وقطب كهربائي.

عندما تم تجميعها أخيرًا، كانت التكوينات في الواقع قادرةً على التحرك، وفقًا لعمليات المحاكاة. تعمل خلايا الجلد كنوع من السقالات لتجميع كل شيء معًا، في حين أن انقباض عضلات خلايا القلب تعمل على دفع الـ xenobots.

تحركت هذه الآلات في بيئةٍ مائيةٍ لمدةٍ تصل إلى أسبوعٍ دون الحاجة إلى مزيدٍ من العناصر الغذائية، حيث كانت تعمل بالطاقة المُزودة من مخازن الطاقة ’المحملة مسبقًا’ بشكل دهون وبروتينات.

أحد التصاميم احتوى ثقبًا واحدًا في منتصفه في محاولةٍ للحد من السحب. وجد الفريق أن هذا الثقب يمكن أن يمّر بـ «تكيّف مسبق-Exaptation» ليصبح كيسًى لنقل الأشياء. حيث أنهم أثناء تطويرهم التصميم، قاموا بدمج الكيس ونقل أشياء عن طريق محاكاة.
نقلت الـ xenobots أشياء من أماكن إلى أخرى. عندما كانت بيئتهم مليئة بالجسيمات المبعثرة، عملت الـ xenobots تلقائيًا معًا، متحركةً بشكلٍ دائريٍ لدفع الجسيمات إلى مكانٍ واحد.

إنه عملٌ رائع. وفقًا للباحثين، يمكن أن توفر جهودهم نظرة ثاقبة لا تقدر بثمن حول كيفية تواصل الخلايا والعمل معًا.

على الرغم من أن الفريق يصف الخليا بكونها “حية”، إلا أن ذلك قد يعتمد على كيفية تعريف الكائنات الحية. هذه الكائنات غير قادرة على التطور من تلقاء نفسها، لا تملك أجهزةً تناسلية، لذا فهي غير قادرةٍ على التكاثر.

عندما تنفد العناصر الغذائية في الخلايا، تصبح الـ xenobots ببساطة مجموعةً صغيرةً من الخلايا الميتة. (وهذا يعني أيضًا أنها قابلةٌ للتحلل، مما يمنحها ميزةً أخرى على الروبوتات المعدنية والبلاستيكية.)

على الرغم من أن الحالة الحالية للإكسينوبوتات غير مؤذيةٍ نسبيًا، إلا أن هناك إمكانيةً للعمل في المستقبل لدمج خلايا الجهاز العصبي، أو تطويرها في أسلحةٍ بيولوجية. نظرًا لتوسع مجال البحث هذا، سيكون هناك حاجةٌ لكتابة المبادئ التوجيهية والأخلاقيات.

ولكن هناك الكثير من الإمكانات الجيدة أيضًا.

وقال عالم الأحياء مايكل ليفين من جامعة تافتس:

“يمكننا أن نتخيل العديد من التطبيقات المفيدة لهذه الروبوتات الحية التي لا تستطيع الأجهزة الأخرى القيام بها. مثل البحث عن مُرَكباتٍ ضارةٍ أو تلوثٍ إشعاعي، وجمع الميكروبلاستيك في المحيطات، والحركة داخل في الشرايين لإزالة الخثرات.”

تم نشر البحث في مجلة PNAS، وقد جعل الفريق الشيفرة المصدرية متاحةً مجانًا على Github.

المصدر: Science Alert

إقرأ أيضًا: هل يستبدل الذكاء الاصطناعي دور المصمم؟