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:

  1. هوائي مكون من 9 أجزاء ومضرب طرفي مكون من 3 أجزاء
  2. هوائيات ذات بثور متطورة
  3. قواطع الفك السفلي ب 4-5 أسنان؛ يشكّل البروميسونوتوم
  4. 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. 2019Review of the ant genus Meranoplus Smith, 1853 (Hymenoptera: Formicidae) in the Arabian Peninsula with description of a new species M. mosalahi sp. n. from OmanPeerJ 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؟

مرض السل: هل ينجح العلماء في محاربته؟

يُعتبرُ مرض السل قاتلاً للبشر، حيث أدى إلى وفاة 1.5 مليون شخص خلال عام 2018. ورغم وجود تطعيمٍ فعال ضد بكتيريا السل لكنها تـغلبت في كثير من الأحيان على الاستجابة المناعية. أدّى كل ذلك إلى ظهور جدل جديد بين العلماء، حيث دار بينهم سؤالاً عن إمكانية الوصول إلى الحالة المناعية القياسية باستخدام اللقاحات التقليدية.

في دراسة جديدة نُشرت في مجلة Nature وفر العلماء إجابة للسؤال. حيث أظهر فريق البحث إمكانية الوصول إلى حماية كاملة تقريباً من بكتيريا السل.

ما هو لقاح السل؟

بدأت قصة اللقاح عندما نجح العلماء بإنتاجه في المختبر بين عامي 1908و 1921 وذلك بإضعاف سلالة حية من بكتيريا تسمى Mycobacterium Bovis. أُطلق على اللقاح اسم (bacille Calmette–Guérin (BCG وأُعطي لأكثر من مليار شخص.

يُعطى لقاح BCG بالحقن تحت الجلد، حيث يعتبر الجلد مكاناً مناسباً لاحتوائه على خلايا متخصصة لتحفيز الاستجابة المناعية. لكن تنشيط الخلايا المناعية في مكان العدوى المحتملة يعد أكثر فعالية في تدمير مسببات المرض.

ولذلك فإنَّ التفكير العلمي يتجه نحو إعطاء اللقاح مباشرة في الرئة أو في الشعب الهوائية. بحث فريق من المعهد الوطني الأمريكي للحساسية والأمراض المعدية عن طريقة أكثر فعالية لإعطاء لقاح BCG.

طريقة إجراء التجربة ونتائجها

أعطى العلماء اللقاح لمجموعة من القرود تحت الجلد أو باستخدام البخاخ أو عبر الوريد. ثم قيَّموا الاستجابة المناعية بعد 24 أسبوعاً. ووجدوا أنَّ القرود التي تلقت اللقاح عبر الوريد كانت أكثر استجابة.

بعد ستة أشهر من إعطاء اللقاح عرَّض الباحثون القرود لسلالة قوية من بكتيريا السل. أظهرت نتائج الدراسة أنًّ 9 من كل 10 قرود تلقوا اللقاح عبر الوريد كانوا محميين تماماً من السل.كما أنَّ 6 من كل 10 قرود لم تظهر عليهم أي علامات للمرض. في الوقت نفسه كانت الإصابة أكبر لدى القرود التي لم تتلقى اللقاح وتلك التي تلقته تحت الجلد أو باستخدام البخاخ.

ما الذي يجعل إعطاء لقاح BCG عبر الوريد أكثر فعالية؟

قارن العلماء بين الطرق الثلاثة، ووجدوا أنَّ إعطاء اللقاح عبر الوريد أدى إلى تدفق هائل لخلايا T المناعية إلى الرئتين. كانت زيادة عدد خلايا T واضحة بعد ستة أشهر عنما تعرضت القرود لبكتيريا السل. يرجح العلماء أنَّ التدفق الهائل يحدث لأنَّ حقنة الوريد تؤدي إلى وصول جرعة عالية من اللقاح إلى الرئتين.

تثير نتائج التجربة إمكانية واضحة للسيطرة على مرض السل من خلال إعطاء لقاح BCG عبر الوريد. حيث كانت الطريقة آمنة لدى القرود. وتقدم الدراسة نقلة نوعية لتطوير لقاحات لمنع انتقال عدوى السل. وتوفر معياراً لاختبار اللقاحات المستقبلية، وإطاراً جديد اً لفهم الارتباط المناعي وآليات الحماية ضد مرض السل.

المصادر:

Nature1

Medical News

Nature

هل تتعامل أدمغة الكلاب مع الأرقام كما نفعل؟

عندما يتعلق الأمر بالأرقام، فإن بعض الأشياء فطرية، مثل قدرتنا على تقدير عدد الأشياء التي نراها.

هذه القدرة موجودةٌ حتى عند الأطفال حديثي الولادة، الذين يمكنهم معرفة الفرق بين الكميات المتشابهة والكميات المختلفة من الأشياء، ولكنهاليست مجرد مهارةٍ إنسانية.

ومثل هذه المعربفة بالأرقام الّتي لا تنطوي على الفكر أو التعلم المجرد للأعداد، شوهد في جميع أنحاء المملكة الحيوانية، من القرود، إلىالأسماك والنحل.

بمساعدة بعض الكلاب، وجد فريق بحث من جامعة إيموري الآن أن أجزاء من أدمغتنا المشاركة في العد قد تم الحفاظ عليها على الأقل منذأن اتخذت الكلاب والبشر مسارات تطورية مختلفة منذ حوالي 90 إلى 100 مليون سنة.

تقول عالمة النفس الإدراكي لورين أوليت:

“لقد ذهبنا مباشرةً إلى المصدر، نلاحظ أدمغة الكلاب، للحصول على فهمٍ مباشرٍ لما تفعله خلاياهم العصبية عندما شاهدت الكلاب كمياتمتفاوتة من النقاط. مما سمح لنا بتجاوز نقاط الضعف السابقة في الدراسات السلوكية للكلاب وبعض الأنواع الأخرى.”

قام الباحثون بتدريب 11 كلبًا من الذكور والإناث، للدخول والجلوس بلا حراك في «التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي-functional MRI». هذه هي نقطة الاختلاف الرئيسية مع الدراسات السابقة، حيث تم تدريب الكلاب ومكافأتهم على أداء المهام.

ثم لاحظوا كيف استجابت أدمغة الكلاب لرؤية أعداد متغيرة من النقاط على الشاشة.

أصبحت ثمانية من 11 منطقة من المناطق الجِدارِيَّةُ الصُّدْغِيَّة للكلاب أكثر كثافةً عندما كانت نسبة تغيير النقاط على الشاشة أكبر، علىسبيل المثال 2:10 مقابل 4:8.

لكن أدمغتهم لم تستجب بنفس الطريقة عندما تغير حجم ومواقع النقاط، بينما بقيت النسبة كما هي.

هذا يدل على أن الكلاب كانت تستجيب على وجه التحديد إلى الاختلاف في الكمية. إن مناطق الدماغ التي تنشط تشبه تلك التي تظهر عندالرئيسيات- بما في ذلك البشر- عندما تتعامل مع الكميات، مما يشير إلى أن «نظام الأعداد التقريبية-approximate number system» لدينا هو آلية عصبية محفوظة.

أظهر الأبحاث السابقة أن الكلاب يمكن أن تعد إلى خمسة ولديهم فهم أساسي للرياضيات البسيطة. على سبيل المثال، يمكنهم معرفة الخطأفي 1+1=1 أو 1+1=3.

وتؤكد هذه الدراسة الجديدة أن الكلاب يمكنها حقًا إدراك الكميات العددية، ودون تدريبٍ بشري.

تشير النتائج التي توصلنا إليها إلى أن القدرة على تمثيل الأعداد والآليات التي تدعم هذا النظام يتم الحفاظ عليها بعمقٍ عبر الزمنالتطوري، ربما بسبب دورها المهم في البحث عن الطعام أو الافتراس .

بإمكانكم قراءةُ الدراسة كاملةً في Biology Letters.

المصدر: Science Alert

إقرأ أيضًا: هل يتغير التركيب الجيني للحيوانات المنوية بسبب تدخين الحشيش؟

كيف يفسر لنا نشاط الخلايا العصبية سلوك اليرقات؟

هل يمكننا رصد الخلايا العصبية المفردة لفهم سلوك اليرقات؟

تمكن فريق من العلماء من رصد نشاط الخلايا العصبية المفردة لفهم سلوك اليرقات أثناء تحركها في بيئتها، تواجه الكائنات الحية دائمًا معادلة صعبة، هل يببحثون في بيئتهم عن مصادر الغذاء المختلفة؟ أم عليهم أن يكفوا عن البحث ويستغلوا الموارد التي يملكونها والفرائس التي يعرفون طريقها و يسهل الوصول إليها؟ توقفت قدرتنا على دراسة هذين النوعين من السلوك على مراقبة الكائنات الحية ورؤية أي مسلك تسلك، ولكن دراسة واعدة بدورية نيتشر «Nature»  منذ عدة أيام جعلتنا قادرين دراسة النشاط العصبي وراء سلوك يرقات أسماك الدنيو المخططة «zebrafish» .

كيف يمكننا رصد نشاط الخلايا العصبية؟

لعل التحدي الأكبر لهذه الدراسة يكمن في القدرة على مراقبة الخلايا العصبية لمخ اليرقة كاملًا أثناء حركة اليرقة، فرغم التقدم الحادث في التقنيات الحديثة لمراقبة المخ، إلا أنها إما تتم باستخدام مسح كاملٍ للمخ غير قادر على تحديد نشاط الخلايا العصبية المفردة، أو مراقبة للنشاط الكهربائي في الخلايا العصبية المفردة في منطقة محددة دون توافر معلومات كاملة عن باقي خلايا المخ.

فقام الفريق البحثي بقيادة ماركوس وزملائه بإضافة كالسيوم مشع معدل جينيًا «genetically modified calcium indaicators» إلى جسم اليرقات، فعند وضعها تحت الميكروسكوب يمكنك رؤية الخلايا العصبية النشطة تضيء تحت الميكروسكوب في المخ كاملًا، ولكن هذه التقنية تطلبت أن لا تتحرك اليرقة، أو تكون مشلولة تمامًا حتى تمكث تحت العدسة الميكروسكوبية، مما يجعل دراسة سلوك اليرقة الطبيعي وطريقة تعاملها مع العوامل التي تجدها في بيئتها أمرًا مستحيلًا، ولكن الفريق البحثي استخدم تقنية حديثة التطوير (قام نفس الفريق بتطويرها) باستخدام ميكروسكوب قادر على تتبع حركة اليرقة في بيئتها «Tracking fluorescence microscope»، ومن ثَمَّ مراقبتها ومراقبة خلاياها العصبية مباشرة أثناء حركتها.

صنف الباحثون سلوك اليرقات إلى عدة أنواع، فإذا سبحت بشكل حر ولمسافات واسعة دون استغلال الموارد المتاحة لها فهي في حالة الاكتشاف والبحث عن الموارد «Exploratory State»، أما إذا صغر مدى حركتها وبدأت في استغلال الغذاء والفرائس المتوفرة السهلة فهي في حالة الاستغلال «Exploitation State»، في الحقيقة فإن قرار الاكتشاف أم الاستغلال يعد قرارًا صعبة، فالبحث عن موارد قد يمكن اليررقة من توفير الغذاء بكميات أكبر من الآن، ولكنها تدفع الثمن من طاقتها ومجهودها، أما سلوك الاستغلال فهو موفر لهذا المجهود، ولكن يجب أولًا أن تتوافر الفريسة لها كي نستطيع استغلالها، و من هنا فيعتمد أي السلوكين ستسلك اليرقة على جوعها، وعلى قدرتها على إيجاد الفريسة على القرب منها.

ثلاث فئات مختلفة للنشاط الدماغي

تمكن الباحثون من رصد نشاط الخلايا العصبية المفردة لفهم سلوك اليرقات أثناء حركتها الحرة تحت الميكروسكوب، ومراقبة أي سلوك وأي نشاط دماغي مصاحب لحالات جوعها وحالات توافر الفريسة في بيئتها، قاموا برصد حالات عشرات آلاف الخلايا العصبية، مراقبين كيف يتغير هذا النشاط مع تغير سلوك اليرقات، أظهر لنا هذا الرصد ثلاثة فئات محددة من النشاط الدماغي.

في الفئة الأولى توزع نشاط الخلايا العصبية على المخ كاملًا، بلا زيادات عالية في النشاط في أي منطقة منهم، مما يظهر أن هذه الحالة مختصة بسلوك الاكتشاف، في الفئة الثانية وجدوا نشاطًا زائد في منطقة مخية تسمى الدورسال رافي «Dorsal raphe»، يزداد نشاط هذه المنطقة بشدة في بداية سلوك الاستغلال، وتقل مع مرور الوقت. أما الفئة الثالثة فيظهر النشاط الدماغي في مناطق مختلفة من أدمغة اليرقات، وتظهر عند الانتقال سلوك الاكتشاف إلى سلوك الاستغلال، مما يظهر أنها هي المسؤولة عن تفعيل سلوك الاستغلال هذا ومنها يمكن التنبؤ بالمدة التي سيستمر بها.

من المتوقع كما قلنا أن يزداد سلوك الاستغلال والنشاط الدماغي المصاحب له عند جوع اليرقات وتوفر فريسة سهلة لها، درس الباحثون هذه الفرضية، فوجدوا نشاط السلوك الاستغلالي لليرقات عند تعرض لضوء يبين لها الفرائس الموجودة من حولها بعد فترة من الظلام، تنشط منطقة الدورسال رافي مما يفيد سيطرة السلوك الاستغلالي، ولكن -عكس ما توقعنا- عندما يزداد جوع اليرقة فإنها تنشِّط سلوك الاكتشاف حتى مع وجود الفرائس السهلة حولها.

رغم أن تقنية الكالسيوم المشع تمكننا من الكثير من الأشياء التي لم تكن سهلة لنا من قبل، فإنها لا تقرب من أن تكون ثمالية، فهي لا تظهر إلا النشاط الدماغي في لحظات بعينها، ولكنا لا تظهر نشاط أي منطقة من المخ أدى إلى تنشيط باقي أجزائها، ولكنها مع ذلك تظهر توفر مجالًا واسعًا لدراسة الخلايا العصبية ونشاطها في الحالات المختلفة وبناء معرفة أقوى عن التركيب التشريحي للمخ وانتقال المعلومات المختلفة من خلاله.

المصدر: Nature

 

علماء يعلمون الطيور ألحانًا جديدة عن طريق زرع ذاكرة كاذبة !

تمكن العلماء من تعليم الطيور أغاني بسيطة لم يسمعوها من قبل من خلال تنشيط خلايا عصبية معينة بشكل انتقائي في أدمغتهم – أي زرعُ ذاكرة كاذبة فعال.

باستخدام «علم البصريات الوراثي-Optogenetics»، حيث يتم استخدام الضوء للسيطرة على الأنسجة الحية، تمكن الفريق من تنشيط بعض الدوائر العصبية في الطيور وحملهم على حفظ ألحانٍ جديدة.

يتوافق مقدار الوقت الذي تم فيه الحفاظ على الخلايا العصبية النشطة مع طول النوتات في الأغنية التي تعلمتها الطيور. يمكن أن تعلمنا الدراسة كيفية حدوث التعلم الصوتي وتطور اللغة في الدماغ البشري.

عادةً ما تتعلم عصافير الزيبرا (أو الفنجس) المُستخدمة في التجربة الأغاني من آبائهم وغيرهم من الطيور البالغة، ويحفظون الألحان ويمارسون عشرات الآلاف من المرات للحصول عليها بشكل صحيح.

في هذه الحالة، تم إدخال ألحانٍ جديدةٍ بنجاحٍ دون أي تدخل من الوالدين، لذلك كانت الطيور تحاكي بشكلٍ أساسيٍ الألحان التي لم يسمعوها من قبل.

إن الدافع الأساي للبحث هو فهم كيفية تعلم اللغة- كيف تلتقط الطيور الصغيرة وربما صغار البشر اللغة من آبائهم.

علاوة على ذلك، قد نتمكن في يوم من الأيام من فهم كيفية حل المشاكل المتعلقة بتطوّر اللغة باستخدام نفس التقنيات المستخدمة في هذه التجربة.

يقول عالِم الأعصاب تود روبرتس من المركز الطبي بجامعة تكساس الجنوبية الغربية:

“هذه هي المرة الأولى التي نحدد بثقة مناطق الدماغ التي تشفّر ذكريات الأهداف السلوكية- تلك الذكريات التي ترشدنا عندما نريد تقليد أي شيء من الكلام وحتى تعلم البيانو. مكنتنا النتائج من زرع هذه الذكريات في الطيور وتوجيهها لتعلم أغاني جديدة.”

بالطبع الانتقال من أغاني عصافير إلى خطابٍ بشريٍ يعد قفزةً كبيرة، وهناك حاجةٌ إلى مزيدٍ من الأبحاث هنا. غالبًا ما يستفيد العلماء من عصافير الزيبرا في الدراسات، لأن نموهم الصوتي يشبه البشر في العديد من الجوانب.

وجد الفريق أن المسارات بين منطقتي الدماغ «(NIf (nucleus interfacialis» و« HVC (high vocal centre)» (كلاهما مرتبطان بالوظائف الحسية والحركية) كانت أساسيةً في تشكيل “ذكريات” أغنية ثم تعلم الغناء.

أضاف روبرتس:

“نحن لا نُعلِّم الطائر كل ما يحتاج إلى معرفته- فقط مدة المقاطع في أغنيته. تمثل منطقتا الدماغ اللتين اختبرناهما في هذه الدراسة قطعةً واحدةً فقط من الأحجية.”

ما زلنا بعيدين عن أن نكون قادرين على تعليم الطيور النشيد الوطني للبلد الذي يعيشون فيه! لكنها خطوةٌ مثيرةٌ إلى الأمام فيما يتعلق بمعرفة ما يحدث في الدماغ وهو يتعلم هذا نوع من المعلومات.

تتمثل إحدى طرق إجراء مزيدٍ من الأبحاث في فحص المناطق الأخرى من عقل الطيور التي قد تنقل المعلومات إلى منطقة HVC- والتي قد تؤدي إلى القدرة على تحليل ومعالجة مقاطع الصوت ومقاطع الأغاني بالإضافة إلى مدتها.

وقال روبرتس:

  1. “إن العقل البشري والمسارات المرتبطة بالتعبير واللغة أكثر تعقيدًا بكثير من دوائر الطائر المغرد. لكن دراستنا توفر أدلةً قويةً حول مكان البحث عن مزيد من المعلومات حول اضطرابات النمو العصبي.”

نُشِر البحث في موقع «Science».

المصدر: Science Alert

إقرأ أيضًا: المناطق الصاخبة تزيد من خطورة الإصابة بسكتة دماغية

تقنية جديدة تساعد علي رصد نمو الأنسجة الحية في المختبر

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. أحمدبالنسبة 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.

 

 

المصدر :   NIST

الأجسام المضادة الثلاثية – خطوة جديدة في العلاج المناعي للسرطان

الأجسام المضادة الثلاثية – خطوة جديدة في العلاج المناعي للسرطان

يحمل الجسم آليات دفاعية عديدة لمجابهة الأورام السرطانية، ورغم ذلك تتغلب الأخيرة على هذه الدفاعات إما عن طريق التنكر أو إضعافها كليًا، مما دفع العديد من العلماء لمحاولة تنشيط هذه الدفاعات ضد الخلايا السرطانية فيما يسمى بالعلاج المناعي، ولكن هذه المحاولات اقتصرت فقط على أنواع معدودة من الأورام بالإضافة إلى خطر الإصابة بأمراض مناعية أخرى، دعونا نتعرف سويا في هذا المقال على الأجسام المضادة الثلاثية ، التي يعتبرها البعض خطوة جديدة في العلاج المناعي للسرطان .

بحث جديد

لحسن الحظ فتح بحث نشر بدورية نيتشر لعلوم السرطان الباب أمام المزيد من التقدم عن طريق إعداد أجسام مضادة تستطيع أن تمسك بالخلايا المناعية والخلايا السرطانية في وقت واحد، جاعلة الخلايا المناعية أكثر قدرة على قتل الخلايا السرطانية.

كيف يحارب جسم الإنسان السرطان؟

يُعَدُّ جسم الإنسان من أعتد الأنظمة الحية التي تتعاون جميع أجزاءها لتحافظ على سلامة الجسد التي هي جزء منه، ولذلك يمتلك الجسم نظامًا محكمًا للخلايا المكونة له لضمان سلامتها، فإن توقفت عن العمل أو أصابها خلل تفعَّلت آلياتها المبرمجة داخلها لضمان تقلصها وانتهائها، لكن بعض الخلايا تهرب من عملية الموت الخلوي المبرمج هذه «Apoptosis»، وتنمو وتنقسم على حساب غيرها من الأنسجة السليمة، وهو ما يسمى بالورم «Tumor»، هنا يأتي دور جهاز المناعة ليهجم على الورم بشديد قوته ويقضي على تلك الخلايا الأبية للموت، رغم ذلك فبعض المجموعات من خلايا الجسم المختلفة تخدع جهاز المناعة، إما بأن تتخفى برداء وتتنكر في شكل الخلايا الطبيعية في الجسم موحية للخلايا المناعية أن كل الخلايا الموجودة سليمة لم يصبها شيء، او عن طريق تثبيط جهاز المناعة مباشرة؛ في هذه الحالة فتسمى خلايا الورم بالخلايا السرطانية «Cancerous Cells».

العلاقة بين الأورام وجهاز المناعة

يُقسّم العلماء العلاقة بين الأورام وجهاز المناعة إلى ثلاثة مراحل:

فالأول أن يكون جهاز المناعة قادرًا قدرة تامة على القضاء على الورم المتكون، فيقرأ المستقبلات الغريبة عن الجسم الظاهرة على أغلفة الخلايا «Non-self receptors»، فيسلط عليها آلياته المناعية مثل الخلايا التائية «T Lymphocyets» التي تلتصق بخلية الورم لتفرز عليها من الأسلحة والإنزيمات ما يمزق خلايا الورم إلى فتات صغير يتخلص منه الجسد فيما بعد.
أما المرحلة الثانية فحين ينمو الورم بدرجة كبيرة، ويكاد الجهاز المناعي يواكب معدل النمو هذا بتدمير خلايا الورم، فتصبح معدلات نمو الورم تساوي قدرة جهاز المناعة للقضاء على الورم، فيظل حجم الورم ثابتًا.
أما المرحلة الثالثة حينما يستمر الورم في النمو مجتازًا قدرة جهاز المناعة على المواكبة، في هذه الحالة يزداد حجم الورم ويتحول إلى ورم سرطاني، وخلال نموه يطور وسائل مختلفة لخداع جهاز المناعة، فقد يعرض على غشاءه الخلوي مستقبلات كتلك التي في الخلايا الطبيعية «Self receptors»، أو يخفي المستقبلات على غشائه الخلوي كليًا فلا يعرف جهاز المناعة بوجوده أصلًا، أما بعض الأورام فتفرز رسائل للخلايا المناعية لتخبرها -مجازًا- لأن تتوقف عن العمل والانتشار ومحاربة الجسد، مما يتيح الفرصة للسرطان بالنمو والانتشار.

حرب على السرطان باستخدام المناعة

كل ذلك دفع العلماء إلى تطوير علاجات تنشط جهاز المناعة ليكون أكثر قدرة على محاربة الأورام السرطانية فيما يسمى بالعلاج المناعي «Immunotherapy»، وذلك عن طريق تصميم مركبات كيميائية تسمى بالأجسام المضادة antibody، وتوجد في الجسم طبيعيًا وتساعده في التعرف على الأجسام الغريبة الموجودة داخله – كالميكروبات والخلايا السرطانية- وحصارها وجعلها فريسة سهلة للاستجابات المناعية، للأجسام المضادة يدان وتشبه حرف الـ Y في اللغة الانجليزية، في العلاج المناعي، يعدّل العلماء الأجسام المضادة تلك لتمسك إحدى يديها بالخلية السرطانية، أما اليد الأخرى فتمسك بالخلية التائية، مما يجعل المسافة بين الخليتين صغيرة جدًا فتستطيع الخلية التائية أن تفرز إنزيماتها لتدمر الخلية السرطانية.
في الواقع لا تعتمد فاعلية العلاج المناعي فقط على تقريب الخلية المناعية من الخلية السرطانية لممارسة مهمتها، ولكن لفهم ما يحدث علينا أولًا فهم كيف تتواصل الخلايا مع بعضها البعض.

كيف تتواصل الخلايا؟

خلايا الجسم كائنات جامدة غير عاقلة، لا تخطط ولا تفكر، ولكنها طورت نظامًا شديد التعقيد والتناسق في التواصل فيما بينها، هذا النظام يشمل المواد الكيميائية مثل الهرمونات وغيرها بالإضافة إلى المستقبلات التي تستقبلها، فتعرض كل خلية بروتينات مختلفة على سطحها تعرف بالمستقبلات، تمثل هذه المستقبلات بريدها التي تستقبل عليه الرسائل من الخلايا الأخرى المجاورة لها أو من الجانب الآخر كليًا من جسد الإنسان، وباقي الخلايا تفرز موادًا كيميائية تتشابك مع هذا المستقبل مثل المفتاح والقفل، والخلايا التائية ليست أجنبية عن ذلك، فهي تحمل مستقبلات مختلفة لرسائل الخلايا المجاورة، فمنها تعرف هل هناك خطر فيجب أن تنقسم وتتنشط لتقضي عليه؟ أم كل تحت السيطرة فلا داعي للنشاط والانقسام، ولكن بعض أنواع الخلايا السرطانية ترسل رسائل كاذبة وتأمر الخلايا التائية بأن يتوقف انقسامها ويقل نشاطها فكل شيءٍ على ما يرام! تكون هذه الرسائل في صورة انترليوكنات «Interleukin» وعوامل كيميائية أخرى، فتهدأ الخلايا التائية تاركة السرطان يفعل ما يحلو له.

كيف يحارب العلاج المناعي السرطانات؟

في العلاج المناعي لا يقوم الجسم المضاد المعدل بتقريب الخليتين من بعضها البعض، ولكنه يمسك في المستقبل المتحكم في تثبيط الخلية المناعية، فمهما أفرز السرطان من رسائل كاذبة ظلت المناعة نشطة تحارب الخلايا السرطانية، ولكن هذا يحمل خطر استمرار نشاطها إن غابت الخلايا السرطانية، مما يجعلها خطرًا على خلايا الجسم السليمة الأخرى فيما يسمى بتسمم المناعة الذاتية «Autoimmune toxicity»، وهنا جاءت الورقة البحثية في دورية نيتشر لعلوم السرطان «Nature Cancer» نوفمبر 2019 لتتقدم خطوة جديدة في العلاج المناعي.

ورقة بحثية جديدة

قام الباحثان لان وو «Lan Wu» و إدوار سون «Edward Sueng» وزملائهما بتطوير أجسام مضادة تعمل على تنشيط الخلايا المناعية بدلًا من منع تثبيطها، تقوم بذلك عن طريق تفعيل مستقبل خلوي يسمى CD28 والذي يعمل كمنشط مساعدة «Co-stimulatory» يساعد على انقسام الخلايا التائية وزيادة نشاطها ومنع موتها، مما يؤدي إلى استجابة مناعية قوية ضد الخلايا السرطانية، يمسك الجسم المضاد مستقبلين آخرين، الثاني هو CD3 في الخلية التائية والذي يعد عنصرًا رئيسيًا في تفعيلها وإطلاق أسلحتها ضد الخلية السرطانية، والثالث هو المستقبل الخلوي CD38 التي تظهره بعض الخلايا السرطانية على سطحها. في تجربتهم، أراد العلماء أن يعرفوا مدى تأثير المستقبل الخلوي CD28 الذي تتفاعل معه الأجسام المضادة على مقاومة جهاز المناعة للخلايا السرطانية، فزرعوا خلايا تائية بشرية وخلايا سرطان دم «Myeloma» بشرية في فئران التجارب، وأضافوا إليها العديد من الأجسام المضادة المختلفة في أطرافها وفي المستقبل التي تتفاعل معه، فوجدوا أن تفاعل الأجسام المضادة المعدلة مع المستقبل CD28 في الخلايا التائية زاد قدرتها على الانقسام و قتل الخلايا السرطانية، سواء في أجسام الفئران أو في المعمل، حتى في الجرعات الصغيرة من الأجسام المضادة.
رغم أن هذه الدراسة لم تقس خطر تكوين الأمراض المناعية نتيجة هذا النشاط الزائد للخلايا التائية، إلا أنها تعتبر خطوة هامة في العلاج المناعي للسرطان، فالأجسام المضادة ثلاثية الرابطة تمنح مرونةً أكبر للتعامل مع أنواع الأورام السرطانية المختلفة، وتفتح الباب أم مستقبلٍ أوسع في العلاج المناعي، جاعلة إياه أكثر فعالية ودقة.

مصادر:
1. Sciencedirect

2. CurrentProtocols

3. Nature

رابط الدراسة:
Nature Cancer

كيف تمكن العلماء من تسجيل معدل نبضات قلب الحوت الأزرق؟

كيف تمكن العلماء من تسجيل معدل نبضات قلب الحوت الأزرق؟

نجح العلماء ولأول مرة في تسجيل معدل نبضات الحوت الأزرق في البرية، حيث قام العلماء بوضع آلة رسم قلب على جسم الحوت، وبالتحديد على زعنفته اليسرى، وزودت آلة رسم القلب بأربع أكواب شفط، حتى تلتصق الآلة بجسد الحوت، أثناء إبحاره في المحيط.

وجد العلماء هذا الحوت في خليج مونتيري قبالة ساحل كاليفورنيا، ويصل طوله إلى 72 قدم (22 متر تقريبًا). وقد حصل العلماء على ما يقرب من 9 ساعات من البيانات المثيرة للاهتمام، والتي تعطينا نظرة ثاقبة عن فسيولوجيا أكبر كائن حي في العالم!

من خلال هذه البيانات وجد الباحثون أن معدل نبضات قلب الحوت الأزرق ينخفض إلى نبضتين فقط في الدقيقة الواحدة عند بداية رحلته تحت سطح الماء للبحث عن الطعام، وعندما يجد فريسته في أعماق البحر، فإن معدل نبضات قلبه يزداد إلى 2.5 الحد الأدني، ثم ينخفض ببطء مرة أخرى.

وعندما يعاود الحوت الظهور مرة أخرى على سطح الماء، يرتفع معدل نبضات قلبه إلى 25-37 نبضة في الدقيقة، وهو أقصى معدل تم تسجيله.

هذه البيانات توضح لنا أن قلب الحوت الأزرق يعمل بالفعل عند حده الأقصى، وربما يفسر عدم تطور الحيتان الزرقاء لتصبح أكبر.

وقال جيريمي جولدبوجن، عالم الأحياء البحرية بجامعة ستانفورد، الذي قاد الدراسة التي نشرت في مجلة وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم: “الحوت الأزرق هو أكبر حيوان على الإطلاق، وقد فتن علماء الأحياء لفترة طويلة”.

وأضاف جولدبوجن: “هذه القياسات الجديدة للمعدلات الحيوية والفسيولوجية تساعدنا على فهم هذه الحيوانات ذات الأجسام الضخمة، وكيف تكون الحياة ووتيرتها بالنسبة لها”.

وبشكل عام، كلما كان الحيوان أكبر، قل معدل ضربات القلب، مما يقلل من كمية العمل التي يقوم بها القلب أثناء توزيع الدم حول الجسم.

 وكمثال، يتراوح معدل ضربات القلب الطبيعي عند الإنسان بين 60 إلى 100 نبضة في الدقيقة، وقد يصل إلى حوالي 200 خلال مجهود رياضي. بينما أصغر الثدييات، الزبابة shrews (حيوان ثديي يشبه الفأر)، لديها معدل ضربات القلب يصل إلى ألف نبضة في الدقيقة.

وقد واجه العلماء العديد من الصعوبات عند القيام بهذه الدراسة، أولاً، احتاج العلماء إيجاد حوتًا أزرق، وهو أمر صعب للغاية؛ لأن هذه الحيوانات تعيش عبر مساحات شاسعة من المحيط المفتوح. احتاج إيجاد هذا الحوت الجمع بين العديد من سنوات الخبرة الميدانية وبعض الحظ.

الآن يعمل العلماء على تطوير الجهاز المستخدم في قياس معدل نبضات القلب، بإضافة المزيد من الأدوات له، مثل مقياس التسارع، مما قد يساعدهم في الحصول على فهم أفضل لكيفية تأثير الأنشطة المختلفة على معدل نبضات القلب. كما يرغب العلماء في إعادة هذه الدراسة على أنواع أخرى من الحيتان مثل الحيتان الحدباء، وحيتان المنك.   

المصادر:

هل سينقرض لون العيون الأزرق !

هل سينقرض لون العيون الأزرق !

 

يمتلك ٨% من سكان العالم عيونا زرقاء، هذه النسبة تصبح الضعف لدى سكان الولايات المتحدة الأميركية ، لكنها ستبقى أقل بكثير اذا ما قورنت بالقرن العشرين ، حيث كان نصف السكان أصحاب عيون زرقاء، فما الذي حدث؟ هل سينقرض لون العيون الأزرق !

 

البدايات

 

دعونا نعود للبدايات، قبل عشرة الآف عام تحديدا، حيث لم يكن لذوي العيون الزرقاء وجود، وقد كانت البداية في جنوب غرب اوروبا بسبب طفرة جينية أثرت على جين OCA 2، وهو جين مسؤول عن انتاج صبغة الميلانين، التي تعطي اللون البني للعيون، والشعر، والجلد، أعطت الطفرة نوع من التغيير الثنائي للصبغة، ولكنها لم تؤثر بشكل كامل على الجين، بالمقابل أثرت على إنتاج الميلانين في القزحية – الجزؤ الحلقي الملون حول العين والذي ينظم عملية مرور الضوء – تتكون القزحية من طبقة من الخلايا قادرة على انتاج الميلانين تدعى السُدى، والطفرة التي حدثت في جين OCA2 قللت إنتاج الميلانين في السُدى، لكنها لم تغير كمية الإنتاج لدى خلايا الشعر أو الجلد.

 

إذا لماذا أصبحت زرقاء؟

 

لنتفق أن العيون الزرقاء ليست زرقاء تماما، بل إن خلايا السُدى تكون تقريبا بلا لون، وتشتت الضوء، وإنكساره يعطي طولاً موجيا قصيرا الذي يترجم للون الأزرق، تماما كالطريقة التي تجعل الدخان، والضباب يبدوان باللون الأزرق عندما يمر الضوء من خلالهما.

إذا إحتوت السُدى على صبغة باللون الأصفر سيندمج الأزرق مع الأصفر ليعطي اللون الأخضر، أما إذا إحتوت خلايا السُدى على القليل من الصبغة البنية سيظهر لنا لون العيون البندقي.

 

رأي العلماء

 

يرى بعض العلماء أن سبب إنتشار اصحاب العيون الزرقاء القارة الأوروبية، هو أن هذه الطفرة قد ساعدت على منع نوع من أمراض العيون المرتبطة بشتاء الشمال الأسود الطويل، لكن هناك عامل أخر مهم، حيث أن تزواج أصحاب العيون الزرقاء هو ما يدفع عجلة هذه الصفة للأمام.

دعونا نوضح لكم كيف يتم ذلك، لكل جين هناك أكثر من نسخة تدعى أليل، واحدة من الأم والأخرى من الأب، ووجود أليل واحد مسيطر كفيل بظهور الصفة، في المقابل يعد أليل اللون الأزرق أليلا متنحياً، مما يعني أن التقاء أليلين أحدهما أزرق، والأخر بني سينتج عنه عيون ذات لون بني، لكن صاحبها سيكون حامل لأليل اللون الأزرق وسيكون قادرا على نقله للجيل التالي.

هذا بدوره يوصلنا لنقطة مفادها أن أول شخص إمتلك طفرة العيون الزرقاء لم يكن صاحب عيون زرقاء، بل مرر هذا اللأليل للاجيال اللاحقة، وعندما تم اللقاء أخيراً بين أليلين للون العيون الأزرق ظهر أول إنسان ذو عيون زرقاء.

 

لن نذهب بعيداً ونقول أن لون العيون الزرقاء سيكون بخطر، لكن من الأحوط القول أن أصحاب العيون الزرقاء سيبقون دائما من الأقليات.

 

المصدر

أنت لوحدك على سطح الأرض ، كيف ستعيش؟

أنت لوحدك على سطح الأرض ، كيف ستعيش؟

استيقظت صباحاً ووجدتك نفسك الوحيد على سطح الأرض، شيء ممتع أليس كذلك؟ فها هو العالم بأكمله أمامك بلا قوانين أو حدود.
لكن السؤال هنا، كيف يمكنك العيش في هذا العالم والإعتماد على نفسك؟
نقدم لكم في هذا المقال سبع خطوات تمكنك من الحياة في عالم لا يوجد فيه غيرك حيث أنت لوحدك على سطح الأرض .

الخطوة الأولى

تمتع بالأشياء الممتعة عندما يكون بإمكانك ذلك.
اذهب لمحلات الخضار المستوردة والتي يُحتمَل نفادها قريبا واستمتع ببعض قضمات الموز والمانجا الأخيرة اللذيذة.

الخطوة الثانية

جد مصدر آمن للطاقة والوقود.
هل ترى كل هذه السيارات والقوارب والطائرات الملقية أمام ناظريك؟
ستكون بلا قيمة خلال عامين وذلك بعد نفاد وقودها لذلك يجب أن تحسن استخدامها.

الخطوة الثالثة

جد مكاناً للعيش.
من السهل جداً الحصول على سكن فأنت حرفياً تمتلك عالَم مليء بالمنازل التي تستطيع الإختيار منها لكن كن حذراً فالمدن ستكون خطرة بسبب تعطل عمليات الصيانة المستمرة مما يعرض المنازل للإنهيار بسبب عوامل البيئة المختلفة كالمطر والحرارة.

الخطوة الرابعة

إحمِ نفسك.
ربما تظن أن القرى مناطق أكثر أماناً لكنها ليست كذلك خاصةً مع وجود الكثير من الحيوانات المفترسة.
على الجانب الآخر تبدو مشكلة الحيوانات المفترسة ضئيلة أمام تهديد ما يزيد عن ٤٠٠ مفاعل نووي والتي ستبدأ أنظمة الآمان الآلية بالتعطل بدون توفر الرقابة والصيانة البشرية.

الخطوة الخامسة

حافظ على مصادر طعامك.
ستكون المدينة رهانك الأفضل فيما يخص الطعام، فالكميات الكافية من الأطعمة المعلبة والمجمدة الصالحة لعقود والتي تملأ المحال التجارية ستكون خياراً مناسباً.
لكن إن كنت تفضل حياة الطبيعة فيجب أن تبدأ بتعلم الصيد وزراعة محاصيلك الخاصة؛ لكن هذا سيشكل تهديدا على مخزون المياه.

الخطوة السادسة

حافظ على المياه.
بدون وجود بشر آخرين ستعيش بلا كهرباء وذلك بسبب توقف محطات ضخ الماء، كما أن مخازن المياه النقية ستبدأ بالفناء.
لكن الآف اللترات المحفوظة في العبوات البلاستيكية ستمنحك حلاً مؤقتاً لذلك سيكون من الواجب عليك تعلم كيفية تنقية الماء بنفسك.

الخطوة السابعة

إبدأ بالتعلم.

يجب أن تتعلم الكثير من الأشياء التي تساعدك على البقاء، ومن حسن حظك أنك تمتلك الوقت الكافي وملايين الكتب التي تساعدك على ذلك.

قد تكون البداية صعبةً قليلا، لكن من الواضح أنه بإمكانك العيش بمفردك على هذا الكوكب.

لكن هل ترغب حقاً بذلك؟

يصنف البشر على أنها كائنات إجتماعية، فنحن نجمع قوانا لمواجهة الجوع وتقلبات الطقس، ونبني عائلات ومجتماعات لنشارك معها قصصنا وتعاطفنا ولنحافظ على بعضنا البعض سعداء وأصحاء.
كما أن التواصل البشري قد أثبت فعاليته في بناء الثقة وتقليل التوتر، لذلك نحن نحتاج بعضنا البعض بصورة تفوق ما قد تتخيل.

المصدر

هل اقتربنا من إيجاد تطعيم ضد فيروس الإيدز ؟

لطالما كانت الإصابة بفيروس الإيدز أكثر الأشياء خطورة ،ورعباً؛ لأعراضه المخيفه، وسمعته القبيحه، وصعوبة علاجه، وعدم وجود تطعيم ضده.  ولكن ها نحن ذا نقف على أعتاب أمل جديد للحياة فهل اقتربنا من إيجاد تطعيم ضد فيروس الإيدز ؟

صراع الفيروس مع المناعة:

يدخل الفبروس الجسم بمختلف الطرق سواء كان الاحتكاك الجنسي، الدم، الرضاعة، أثناء الحمل…. وغيرها يستهدف الخلايا المناعية التائية والخلايا البلعمية باعتبارهما حاملين للجزيئ «CD4» الذي يرتبط به الفيروس مسببا غزوهم، والتكاثر بداخلهم بعد التكامل مع مادتهم الوراثية مسبباً تناقص في إعداد تلك الخلايا مما يقلل من كفاءة المناعة. إلا أن الخلايا البائية «B-cells» تدير الصراع ضد جزيئات الفيروس حيث ترتبط به منتجةً أجسام مضددة ضد الفيروس، مما يسبب التغلب المؤقت على الفيروس، لكن الفيروس يمتاز بقدرته على تغيير تركيب المركبات على سطحه وخلق طفرات في الجزيئات المستهدفه من قبل الأجسام المضادة، مما يوفر الهروب بعد فترة طالت، أو قصرت فتكتمل رحلة الفيروس في القضاء على المناعة مسببة موت المضيف من كثرة العدوي نتيجة للانعدام الكامل للمناعة.

الجسم المضاد

قدرة الفيروس على خلق طفرات:

يمتاز  الفيروس على قدرته القوية على خلق طفرات فى تركيبات سطحه مما يجعل الأجسام المضادة ضده عديمة القيمة إلا أن لكل شيئ منتهى؛ فقدرة الفيروس على تغيير مركبات سطحه لها منتهى مشترك بين معظم أنواع فيروس الإيدز في العالم فبعض المكونات تظل ثابته لا تتغير تتعرف عليها الخلايا البائية منتجة أجسام مضادة تستهدفها التى تتطور بمرور الوقت حتى ترتبط بالفيروس بشكل أقوى، وأفضل؛ ولكن تلك العملية تستغرق وقتا طويلاً حتى تكتمل،  وبعد الوصول للهدف يكون قد فات الأوان.

بداية المعرفة:

استطاع العلماء في تسعينيات القرن الماضي معرفة أربع أنواع من الخلايا البائية ذات القدرة على إنتاج أجسام مضادة ضد المكونات الثابته في الفيروس على مدار الطفرات التي يرتكبها الفيروس. تلك الأجسام المضادة قادرة علي استهداف أي نوع من الفيروس وفي الألفينيات استطاع العلماء إيجاد المزيد من تلك الأجسام المضادة حيث يستطيع 20% من المصابين إنتاجهم إلا أن عملية تطويرهم تأخد سنوات فتكون عديمة القيمة.

لذلك توجه العلماء لإنتاج تطعيمات تحفز الخلايا البائية على إنتاج تلك الأجسام المضادة المسماه «broad neutralizing antibodies-bnAB» القادرة على استهداف مختلف أنواع الفيروس المسبب للإيدز.

رسم خارطة العمل :

يرى الباحثين أن أنسب طريقه للعمل هي استهداف الخلايا البائية القادرة على تصنيع ذلك الأنواع من الأجسام المضادة قبل التعرض لأي محفز حتى تنضج ، وتزداد عدداً منتجةً لتلك الأجسام المضادة إلى أن المحاولات بذاك الصدد باءت بالفشل لإنها لم تتسبب في تحفيز قدر كافٍ من تلك الخلايا.

أمل جديد :

إلا أن فريق من الباحثين أكمل تلك المسيرة مستهدفا الخلايا البائية التي تنتج نوعاً من الأجسام المضادة تسمى «BG18» وهي أحد أنواع «bnAB» سابقة الذكر حيث تم تحديد هدف ذلك الجسم المضاد على سطح الفيروس ، وتحديد التركيب الجزيئي للجسم المضاد، والبحث الجيني عن الخلايا البائية المنتجة له والعمل على استهدافها بالمحفزات المناعية المتمثلة في بروتينات سطح الفيروس بخاصة تلك التي يرتبط بها الجسم المضاد، وباختبار عينة دم المتطوعين تم الكشف عن تلك الخلايا في الدم. وكذلك تمت تجارب على فئران معدلة جينياً فيها نقص في الخلايا المناعية المنتجة ل «bg18» إلا أن التطعيم كان له القدرة علي زيادة تلك الخلايا بالقدر الملحوظ.

لذلك هل اقتربنا من إيجاد تطعيم ضد فيروس الإيدز ؟

نعم… وهذا سيمثل أمل قوي في إنقاذ ملايين الأرواح من مرضٍ وحشي في الأعراض وحتى في الحياة الاجتماعية لما يعانيه الناس من نقص حاد في الوعي بطبيعة المرض.

مصادر:

1. The rise of broadly neutralizing antibodies

2 groundbreaking HIV vaccine design strategy shows promise in proof of principle test

ماذا لو بقيت مستيقظاً أثناء العملية الجراحية؟

 

ماذا لو بقيت مستيقظاً أثناء العملية الجراحية؟

من بين ١٩٠٠٠ مريض هناك إحتمالية أن يبقى مريض واحد مستيقظاً أثناء العملية الجراحية، وهذه النسبة لا تعد قليلة إذا ما أخذنا بعين الإعتبار أنه في الولايات المتحدة وحدها يتم إجراء ما يقارب ١٣٠٠٠٠ عملية جراحية يومياً، مما يرفع إحتمالية المرضى المستيقظون إلى ٧ مرضى يومياً، وهذا يدفعنا لسؤال ماذا لو بقيت مستيقظاً أثناء العملية الجراحية؟

غالباً ما يكون الاستيقاظ بلا شعور بالألم ويعاود المريض النوم خلال ٥ دقائق، لكن هذا لا يمنع وجود بعض أفلام الرعب التي تحوم حول عملية الاستيقاظ هذه ، ففي دراسة أجريت على مرضى إختبروا عملية الاستيقاظ خلال التخدير، قال ١٨% منهم أنهم شعروا بالألم، كما طوّر بعضهم الآخر أعراض ما بعد الصدمة كإزدياد الشعور بالقلق والكوابيس .

قبل أي عملية جراحية يقوم طبيب التخدير بالإطلاع على التاريخ الطبي للمريض والسؤال عن عاداته ونمط حياته، فكل منا يتفاعل بشكل مختلف مع مواد التخدير، لذلك من المهم أن يحدد طبيب التخدير الجرعة المناسبة لكل مريض إعتمادا على المعلومات التي تم الحصول عليها بحيث يدخل المريض في حالة التخدير بدون أي تثبيط للعمليات الحيوية داخل جسمه.

من الممكن أن تحدث أخطاء التخدير بعدة أشكال ذلك إعتماداً على : النسبة بين المواد المنومة، والمواد المسببة للشلل وعدم الحركة.

 الحالة الأولى

إذا كانت نسبة المواد المنومة كافية، ولكن المواد المسببة للشلل لم تكن بالقدر الكافي، سيفقد المريض الوعي، لكنه سيكون قادراً على الحركة، وهو بالأمر الذي يسهل ملاحظته من قبل الأطباء، وبالتالي التدخل السريع وتعديل الجرعة المخدرة بإضافة المزيد من المواد المسببة للشلل.

الحالة الثانية

إذا لم تكن المواد المسببة للنوم وللشلل بالقدر الكافي، وهذه ايضاً ستكون سهلة الملاحظة لأن المريض سيحاول الحركة والتحدث ، ومرة أخرى سيصلح الطبيب المشكلة عن طريق تعديل الجرعة.

الحالة الثالثة

المشكلة تكمن عندما تكون المواد المسببة للشلل كافية لكن المواد المنومة غير كافية، في هذه الحالة سيكون المريض مستيقظاً لكنه لن يكون قادرا على التواصل مع الاطباء بسبب فعالية المواد المسببة للشلل، وعلى الرغم من ندرة هذا السيناريو إلا أنه كان محفزا للكثير من الأفلام السينمائية، مثل فيلم Awake – والذي ندعوكم أصدقاؤنا لمتابعته – .

السؤال الآن الذي ربما يتبادر في ذهو:

كيف يمكن أن نقلل من أخطاء التخدير وتجنب نفسك البقاء مستيقظا أثناء العملية الجراحية؟

من المهم دائما تزويد الطبيب بكافة المعلومات الطبية بدقة عالية، وتطبيق كافة التعليمات التي تُطلب منك قبل العملية، ومن الضرورة إيقاف الكحوليات، والتبغ لأنها تؤثر على استجابة الجسم لمواد التخدير.

وبما أنك دائما ما تتبع الخيارات الصحية، ولا تجعل الأفلام تخيفك كثيراً فستسير العملية العملية الجراحية بكل سلاسة.

المصدر

Exit mobile version