Posted on

أشعة ضوئية تخترق رأسك؟ نعم، هذا ممكن

أثبت فريق من الباحثين في جامعة غلاسكو مؤخرًا أن شعاعًا من الضوء يمكنه أن يعبر نطاق الدماغ البشري بالكامل لشخص بالغ.

استخدم الفريق نماذج لجهاز كمبيوتر عالي الطاقة وكواشف ضوئية فائقة الحساسية، حيث سلطوا الضوء على أحد جوانب الدماغ والتقطوه من الجانب الآخر، وهو ما كان يُعتَقّد قبل ذلك أنه أمر مستحيل.

يتميز دماغ الإنسان البالغ بسمكه وامتلائه بالأنسجة التي غالبًا ما تشتت الضوء أو تمتصه، ولكن في ظل توفر الظروف المناسبة (بشرة فاتحة وعدم وجود شعر وقليل من الصبر)، تمكنت الفوتونات أو الجسيمات الضوئية من عبور المسافة الكاملة للدماغ والتي تبلغ 15.5 سنتيمتر.

تكمن أهمية هذا الاكتشاف في أنه قد يتيح طرقًا غير جراحية لمراقبة مناطق أعمق في الدماغ. فالأدوات الحالية مثل أجهزة التصوير الطيفي الوظيفي بالقرب من الأشعة تحت الحمراء تقتصر على مراقبة السطح فقط، بينما تتطلب فحوصات الدماغ العميقة حاليًا أجهزة كبيرة ومكلفة مثل أجهزة الرنين المغناطيسي.

يعني ذلك إمكانية الكشف عن حالات خطرة تهدد الحياة مستقبلًا كنزيف الدماغ أو الأورام دون الحاجة إلى عمليات جراحية أو أجهزة كبيرة ومعقدة.

لا تزال الدراسة في مراحلها المبكرة، لكن تشير الإشارة الضعيفة إلى أن تقنيات مسح الدماغ المستقبلية قد تعتمد يومًا ما على استخدام الضوء فقط.

ونُشِرَت نتائج الدراسة في مجلة “نيوروفوتونيكس“.

إقرأ المزيد حول هذا الموضوع: الذكاء الاصطناعي جاهز لتشخيصك الآن

Posted on

علامات تحذيرية للتصلب المتعدد

كشفت دراسة جديدة منشورة في مجلة “نيتشر ميديسين” عن نوع جديد من الآفات التي تصيب الدماغ لدى مرضى التصلب المتعدد والتي يمكن أن تكون إشارة إلى تطور هذا المرض على نحو متسارع. تُعرَف هذه الآفات باسم الآفات الحلقية العريضة وتوجد بشكل خاص في المرضى الذي يتطور لديهم مرض التصلب المتعدد بسرعة، وهو ما يشير إلى أهميتها كدليل للأطباء.

تتمثل هذه الآفات الحلقية العريضة ببؤر التهابية نشطة ذات طبقة خارجية سميكة فعالة مملوءة بالخلايا المناعية التي يبدو أنها تثير اضطرابات في الحبل الشوكي والدماغ، حيث يصبح المرضى الذين تظهر لديهم هذه الآفات أكثر عرضة للإصابة بالإعاقة على نحو أسرع، كما يعانون من المزيد من التلف في الأجزاء الخارجية من أجهزتهم العصبية.

تمكن الباحثون من رصد هذه الآفات لدى المرضى وهم على قيد الحياة من خلال دراسة الأنسجة الدماغية الخاصة بالمتبرعين واستخدام التصوير عالي التقنية كالتصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني، كما تمكنوا من التعرف إلى نمط فريد من النشاط الجيني في تلك الآفات وإلى علامات التوتر داخل الخلايا.

ويمكن أن تُستخدم تلك الآفات في التنبؤ بتدهور أحوال مرضى التصلب المتعدد، كما حدد الفريق البحثي أهدافًا لعلاجات جديدة قد تساعد في إبطاء أو إيقاف الأضرار الناجمة عن هذا المرض.

وقد تساعد نتائج الدراسة في التشخيص المبكر والعلاج الأكثر فاعلية وتطوير أدوية جديد ممكنة للمرضى الذي يعانون نوعيات خطيرة من التصلب المتعدد.

إقرأ المزيد حول هذا الموضوع: إجراء البحوث الطبية

Posted on

وداعًا للبطاريات وأهلًا بالبكتيريا

قللت البطاريات القابلة لإعادة الشحن إلى حد كبير من الأثر البيئي لنفايات البطاريات، لكن لا تزال العديد من المنتجات تعتمد على البطاريات الممتلئة بالليثيوم والتي تتآكل بمرور الوقت مخلفةً مواد كيميائية تتسرب إلى التربة والمياه.

طور باحثون من جامعة بنغامتون بطارية صغيرة تعمل بواسطة البكتيريا النافعة، حيث تتحلل تلقائيًا بعد انتهاء عمرها التشغيلي دون التسبب في تلوث أو فوضى، كما لا تحتاج إلى إعادة تدوير.

تعتمد البطارية الحيوية على 15 سلالة من البكتيريا النافعة، بدلًا من استخدام المواد الكيميائية السامة. وتستطيع الطاقة الناتجة مباشرةً من العملية الطبيعية التي تقوم بها هذه الميكروبات أن تفعل نفس ما تفعله الميكروبات تمامًا،وهو تحليل العناصر الغذائية.

تُطبِع هذه البطارية على ورقة تتحلل في الماء في نهاية الأمر ولها طبقة تتحلل في البيئات الحمضية كمعدة الإنسان أو التربة الملوثة.

لا تُعَد البطاريات جزءًا من النظام الغذائي النمطي للبشر.فما أهمية ذلك؟

يتجه المجال الطبي إلى الطب الشخصي، والذي يشمل أجهزة صحية قابلة للأكل وأجهزة قابلة للزراعة داخل الجسم وغيرها من الأجهزة التي لا تطلق سمومًا داخل أجسامنا. وتُعد قدرة البطارية المنخفضة والطويلة محدودة الطاقة مثالية لتشغيل هذه الأجهزة الصغيرة، حيث توفر استخدامًا يصل إلى 100 دقيقة.

وعندما تنتهي هذه الأجهزة، فإنها تختفي ببساطة من دون ترك مخلفات سامة أو نفايات.

قد تتيح هذه البطاريات مستقبلًا تشغيل تقنيات أكثر تطورًا، ولكن تمثل هذه التقنية في الوقت الحالي خطوة هامة نحو إلكترونيات أكثر أمانًا وذكاًء واستدامة.

ونُشِرَت نتائج هذا البحث في مجلة “سمول“.

إقرأ المزيد حول هذا الموضوع: سيارتي الكهربائية تعاني من الوزن الزائد

Posted on

رصد إنزيمات في قلب الحدث

يمكن أن يكون البروتين الذي لا يعمل بالشكل المطلوب هو السبب وراء ظهور مجموعة من الحالات الطبية كالسرطان وأمراض المناعة الذاتية. لذلك، من المنطقي أن يساعد تحديد وفهم خلل البروتين في تطوير علاجات لهذه الحالات.

طورت دراسة حديثة منشورة في مجلة “وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية” صورة مبتكرة لإنزيم (نوع من البروتينات) عالي التأثير يساهم في المناعة الذاتية للجسم ويمكنه أن يرسم مسارًا رئيسًا لكيفية علاج هذه الأمراض.

واستخدم الفريق البحثي الذي أجرى هذه الدراسة التنظير بتبريد الإلكترونات، وهو نوع من الكاميرات لتصوير الأشياء على مستوى الجزيئات، لبحث تركيب الجزيء “إي دي إي إم 17″، والذي يعمل كمقص جزيئي، بمعنى أنه يقص البروتينات الأخرى من الخلية كي يبث إشارات هامة. ويحتاج الإنزيم “إي دي إي إم 17” بروتينًا مساعدًا يسمى “إيرهوم 2” للحفاظ على الاستقرار والعمل كدليل للحركة.

تمكن الباحثون من فهم آلية ارتباط هذين البروتينين معًا وكيف يمكن لجسم مضاد يسمى “إم إي دي آي 13622” أن يحجب الموقع النشط الخاص بالإنزيم “إي دي إي إم 17″، فيمنع تشغيله، كما وجدوا الحل أيضًا لهذه المشكلة، وهو مفتاح خفي للتحكم في بروتين “إيرهوم 2” يساعد في الربط بين الإشارات التي تُبَث من داخل الخلية وما يجري خارجها.

يمكن أن يساعد فهم هذه الوظائف الجديدة في تصميم أدوية أكثر دقة لتثبيط الإنزيم “إي دي إي إم 17” عندما يتصرف على نحو ضار، من دون التسبب في آثار جانبية غير مرغوبة وتوفير مسار أوضح لاستهداف الالتهابات من جذورها.

إقرأ المزيد حول هذا الموضوع: البروتينات تكشف عن أسرار كيميائية جديدة

Posted on

تعرفوا إلى الغلافين

عُرِف الثنائي براد وأنجلينا في عالم المشاهير باسم “برانجيلينا”. وفي عالم علوم المواد، أُطلق مؤخّرًا على مزيج من المواد ابتكره علماءٌ في جامعة رايس، ويجمع بين الغرافين المعروف بفعاليته ومرونته وقدرته على التوصيل الكهربائي، ونوعٍ خاصٍ من الزجاج، اسم “الغلافين”.

يعمل الغرافين عادةً كموصلٍ ممتاز للكهرباء، في حين يُعرَف زجاج السيليكا كعازل، ويعمل مثل الجدار الذي يمنع مرور الكهرباء، وعندما تُجمع هذه الأضداد بالطريقة المناسبة، يحدث ما لم يكن في الحسبان.

تبدأ الذرات في التواصل عبر الطبقات وتعديل إلكتروناتها، ويصبح الغرافين نتيجةً لذلك شبه موصل.

هذا يعني أنه يصبح قادرًا على توصيل الكهرباء بصورة تجعله صالحًا للاستخدام في الإلكترونيات مثل الخلايا الشمسية أو المستشعرات أو أجهزة الكمبيوتر المستقبلية، حيث لا تستطيع التكنولوجيا التي نستخدمها يوميًا، مثل الهواتف المحمولة أن تعمل بدون أشباه موصلات.

قد تشمل التطبيقات المستقبلية الجيل القادم من الإلكترونيات والأجهزة الكهربائية الضوئية والأجهزة الكمومية.

يؤكد الباحثون أن هذا الابتكار قد يؤدي إلى إيجاد طرقٍ جديدة لخلط المواد ثنائية الأبعاد ومطابقتها وابتكار مزيجٍ جديد تمامًا يمكن أن يؤدي إلى الحصول على مواد مصممة حسب الطلب للقيام بوظائف محددة في التكنولوجيا المتقدمة.

إقرأ المزيد حول هذا الموضوع: رؤية الفضاء بشكل ثنائي الأبعاد