برج إيفل، رمز مدينة باريس ومعلم الحب الشهير أو كما يلقبونه الفرنسيون السيدة الحديدية.
بدأ تصميمه عام 1889 استعدادا للمعرض العالمي في باريس تم بناؤه لإحياء ذكرى مرور مائة عام على الثورة الفرنسية ولإظهار براعة فرنسا الصناعية للعالم.
عندما بدأ بناء برج الحديد المطاوع لم يكن الجميع في باريس مسرورًا بفكرة نصب تذكاري معدني ضخم يلوح في المدينة.
على الرغم من أنه أصبح الآن رمزا عالميا للرومانسية، إلا أن التصميم الجذري لبرج إيفل ألهم أي شيء سوى الحب، حيث وقع 300 من الفنانين والمفكرين الباريسيين على البيان التالي الذي نشر في جريدة Le Temps يوم عيد الحب في عام 1887: “نحن، الكتاب والرسامين والنحاتين والمهندسين المعماريين وعشاق الجمال، نحتج بكل قوتنا، بكل سخطنا، باسم الذوق الفرنسي الذي لم يتم التعرف عليه، باسم الفن والتاريخ الفرنسي تحت التهديد، ضد البناء في قلب عاصمتنا برج ايفل عديم الفائدة والوحشية.” 1
وقال جودك سناجدار، مؤرخ فني في أمستردام ومدون في كالتشر توريست: على الرغم من أنه في البداية كان ينظر إليه على أنه أبشع مبنى في باريس، إلا أنه سرعان ما أصبح رمزا للمدينة.
ينسب التصميم إلى غوستاف إيفل، مهندس مدني فرنسي، ومع ذلك، كان في الواقع رجلان أقل شهرة هما موريس كوشلين وإميل نوجير، اللذان وضعا الرسومات الأصلية للنصب التذكاري.
يتكون هيكل الحديد المطاوع من أربعة أرجل ضخمة مقوسة ومثبتة على أرصفة البناء التي تنحني إلى الداخل حتى تنضم إلى برج واحد مدبب.
يتطلب بناء البرج 2.5 مليون من المسامير المجمعة حراريا و7300 طن من الحديد لحماية البرج، قام العمال بطلاء كل شبر من الهيكل، وهو الأمر الذي تطلب 60 طنا من الطلاء. تم إعادة طلاء البرج 18 مرة.
استخدم غوستاف إيفل الحديد المطاوع المصنوع من الصلب لبناء البرج لإظهار أن المعدن يمكن أن يكون قويا مثل الحجر بينما يكون أخف وزنا.
كلف بناء برج إيفل 7،799،401.31 فرنك ذهب فرنسي في عام 1889، أو حوالي 1.5 مليون دولار.
يبلغ ارتفاع برج إيفل 1063 قدما (324 مترا).
كان أطول مبنى في العالم حتى تم بناء مبنى كرايسلر في نيويورك في عام 1930.
برج ايفل يزن 10،000 طن.
هناك 5 مليارات مصباح على برج إيفل و يتكون من 108 طابقا مع 1710 درجة و مصعدين.
تصل المنصة الاولى له إلى ارتفاع 190 قدم فوق سطح الأرض، و يبلغ طول المنصة الثانية 376 قدما، بينما يصل ارتفاع المنصة الثالثة إلى 900 قدم تقريبا، يمكن للزوار تسلق للسلالم إلى المنصة الأولى فقط. 2

المصادر:

1_ https://www.history.com/topics/landmarks/eiffel-tower

2_ https://www.livescience.com/29391-eiffel-tower.html

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

هواة علم الفلك يساهمون في اكتشاف نوع جديد من الشفق القطبي

أدى التعاون بين علماء الفيزياء والهواة الذين يراقبون النجوم إلى اكتشاف ما وصفه الباحثون “بنوع غير معروف من ظاهرة الشفق القطبي“.

تسمى الظاهرة بالكثبان الرملية-The Dunes. ولا يبدو هذا الظهور المذهل لأنماط من الموجات المضيئة المتماوجة ضمن أي من الفئات السابقة المحددة من الشفق القطبي. وقد تم توثيق الظاهرة الآن بفضل الهواة (المعروفين أيضاً باسم “العلماء المواطنين”) والفلكيين المحترفين في فنلندا.

قد يبدو الأمر مألوفا، باعتبار ظاهرة ستيف ــ Steve التي تم تحديدها لأول مرة في عام 2017. وتولت مجموعة على الفيسبوك تسمى Alberta Aurora Chasers مهمة تسمية الظاهرة.

وعلى الرغم من الحماس الذي أثاره هذا الاكتشاف، فقد أشارت الدراسات اللاحقة إلى أن ستيف ليس شفقا قطبيا، بل هو نوع مماثل من الوهج الجوي الناتج عن جسيمات مشحونة تتدفق عبر الغلاف المتأيّن للأرض.

وأثناء تأليف كتاب إرشادي عن الشفق القطبي الشمالي، لفت انتباه الفيزيائية مينا بالمروث من جامعة هلسنكي الكثبان الرملية، والتي لم تكن في ذلك الوقت ملائمة مع أنواع الشفق القطبي المعروفة.

وبعد وقت قصير من نشر الكتاب، قام أعضاء مجتمع الهواة الفنلنديين مرة أخرى بتحديد ظاهرة الكثبان في السماء وتصويرها، وتبادلوا الصور مع مينا بالمروث وزملائها لكي يتمكنوا من التحقيق فيها.

يقول ماتي هيلين أحد هواة علم الفلك: « كانت إحدى أبرز لحظات تعاوننا ظهور الظاهرة وتمكننا من فحصها في آن واحد. لقد كان الأمر مثل تجميع أحجية أو القيام بعمل المحقق، فكل يوم نجد صورا جديدة ونأتي بأفكار جديدة ».

وتم توثيق ثمار هذا الجهد الجماعي في ورقة علمية نُشِرَت حديثاً، والتي تتناول بالتفصيل كيفية التعاون وحقيقة الكثبان الرملية.

ووفقاً للباحثين، تظهر الكثبان على إرتفاع 100 كيلومتر، أي في الطبقات العليا من الميزوسفير (أو المتكور الأوسط)، وتُرى في آن واحد من مواقع مختلفة في فنلندا والسويد.

ويُعتقد أن هذه الظاهرة، التي سُجلت سبع مرات منفصلة، مثال لما يسمى “بثقب الغلاف الجوي المتوسط”، والذي يظهر عندما تحفز موجات ذرات الأكسجين في الغلاف الجوي بفعل التفاعلات مع الرياح الشمسية، مما يؤدي إلى حدوث تأثيرات متوجهة شبيهة بتلك التي تظهر في الكثبان الرملية.

كتب المؤلفون في بحثهم: «نربط الكثبان الرملية بذبذبات كثافة الأكسجين، وعلى الرغم من أن الأدلة لا تكفي لكي نستنتج أن الكثبان الرملية ليست مظهراً من مظاهر التغيرات في الترسبات الشفقية، لكننا نرى أنها نتيجة لأمواج الغلاف الجوي».

بعيداً عن التفسيرات الفيزيائية، تعد هذه قصة ملهمة عن الكيفية التي قد يتمكن بها أي شخص من المشاركة في العلوم، والمساعدة في استكشاف الظواهر الغريبة والتي يستفيد منها الجميع، وهذا ما يؤكد عليه المؤلفون.

يقول أحد الباحثين: «تقدم ظاهرة الكثبان وسائل لخلق اهتمام الأشخاص بالفيزياء، مشددا على أن المواطنين يمكن أن يشاركوا في الأعمال والبحوث العلمية عن طريق المساعدة على كشف ظواهر جديدة ».

المصادر:

1. هنا

2. هنا