Posted on

من دون عظام

تحتاج أجسامنا إلى الكالسيوم للعديد من الوظائف الحيوية مثل بناء العظام، وانقباض العضلات بما فيها عضلة القلب، وتشغيل الخلايا العصبية. يتولى جهاز الغدد الصماء عادةً تنظيم تركيز الكالسيوم في أجسامنا، وذلك باستخدام هرمونات الغدة الجار درقية وهرمون ” كالسيتونين”.

وتُفرِز هرمونات الغدة جار الدرقية الكالسيوم من العظام عندما ينخفض مستوى الكالسيوم في الدم للحفاظ على هذه الوظائف الحيوية. ولكن ماذا يحدث إذا لم يكن لدى الكائنات عظام؟

لقد ظل هذا الأمر لغزًا لم يُحل حتى الآن.

أظهرت دراسة جديدة في “جامعة تسوكوبا” باليابان وتم نشرها في مجلة “نيتشر” أن مُستقبِل الهرمونات الببتيدية يُنَظِّم الكالسيوم في سوائل جسم ذبابة الفاكهة (الدروسوفيلا).

وجاء في موقع “أخبار بحوث جامعة تسوكوبا” تعليقًا على هذا الاكتشاف: “اكتشف الفريق أيضًا أن إفراز هذا المُستقبِل يأتي من خلايا عصبية معينة في الجهاز العصبي الجمجمي وأنه يعمل على المنطقة الطرفية من “جهاز أنابيب ملبيجى” لدى الحشرات، وهي أعضاء مماثلة للكُلَى لدى الفقاريات، وذلك لتجميع الكالسيوم من حبيبات الكالسيوم الشبيهة باللآلئ”.

يقدم هذا الاكتشاف الدليل الأول على أن الحيوانات التي لا تمتلك عظامًا تحتوي على نظام غدد صماء ينظّم تركيز الكالسيوم في أجسامها.

مواضيع ذات صلة: الببتيدات الطبيعية المدمجة قد تكون حارسًا ضد فيروس “كوفيد- 19”

Posted on

عن المومياوات والفئران وطلبة الطب

توجهت مؤخرًا مجموعة من طلبة الأحياء والكيمياء إلى الحرم الرئيس لجامعة خليفة في أبوظبي بدافع حب الاستطلاع لتلقي درس علمي سيبقى في ذاكرتهم مدى الحياة.

الصورة: موقع عام المجتمع في الإمارات

 

أمضى الطلبة رحلة ميدانية لا تُنسى على مدار يومين حافلين بلقاء طلبة الطب ومشاهدة كيف يمكن لتسلسل الجينوم أن يساعد في تشخيص مومياء عمرها قرون وتعلم كيفية تخدير فأر.

استقبلت هبة سمير العطار، المنسق الأكاديمي لكلية الطب والعلوم الصحية، وأعضاء فريق التوعية العامة بجامعة خليفة حافلة طلبة “مدرسة الراحة الدولية“، حيث نظموا لهم تجارب ميدانية ومراسم ترحيبية وزودوهم بمعاطف المختبرات.

وقالت خولة الأسدي، متخصصة لدى فريق التوعية، في مقابلة مع مجلة جامعة خليفة للعلوم والتكنولوجيا: “يتمثل هدفنا الأساسي من هذه البرامج التوعوية في تسهيل الوصول إلى التعليم العالي في مجالات العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات وجعله واقعًا ملموسًا. نهدف من خلال إطلاع طلبة المدارس الثانوية على جزء من تجربة حرم الجامعة أن نطرح عليهم شيئًا جديدًا ونعرض لهم الفرص المذهلة والبيئة الديناميكية التي تنتظرهم في جامعة كجامعتنا”.

وقد زار طلبة “مدرسة الراحة الدولية” بعد ذلك “مركز جامعة خليفة للتعلم التجريبي والمحاكاة السريرية”، والذي يوفر لطلبة جامعة خليفة عمليات محاكاة تشبه الحياة وتكنولوجيا تصوير متطورة لخوض تجربة تعلم غامرة.

وقاد أحمد كلام محمد وفريقه طلبة المدرسة الثانوية في عرض يوضح كيفية إجراء الإنعاش القلبي الرئوي، كما أتيحت لهم تجربة أجهزة الإشارات الحيوية والمشاركة في ورشة لاكتساب المهارات السريرية.

وقال علي زهير، الطالب في الصف الثاني عشر، والذي يطمح أن يعمل جراحًا تجميليًا: “خضت تجربة المرافق التي أخطط للدراسة بها”.

كان الجزء المتبقي من أول أيام الزيارة أشبه بحلم لأطباء المستقبل المُنتَظَرين، حيث أجروا مع فريق من كلية الطب والعلوم الصحية دراسة حالة واقعية وأمضوا الساعة الأخيرة من اليوم مع طالبين من الكلية، وهما ليث رأفت وكارل كساب، لاكتشاف الحياة العملية داخل المختبر. وطرح الطلبة المنتظر تخرجهم قريبًا من “مدرسة الراحة الدولية” أسئلة على ليث وكارل وتلقوا منهما نصيحة قيمة: استغلوا الفرص ونظموا أوقاتكم جيدًا وانخرطوا في البحث فور تخرجكم مباشرةً.

وقاد مشرفا المختبرات في جامعة خليفة، تراست نيريندا وتشينغيتاناي سامسونز وعضو الهيئة الأكاديمية في جامعة خليفة، أوكوبي إيكبو، طلبة المدرسة الثانوية في جولة بين مختبرات التشريح وعلم الأنسجة في الجامعة. وقالت فرح البلوشي، الطالبة في الصف الثاني عشر: “كان شيئًا غير تقليدي لنا كطلبة في المرحلة الثانوية أن ندخل مختبرًا متطورًا كهذا”.
وحان بعد ذلك دور زيارة “متحف الجسد” في جامعة خليفة، والذي افتُتِحَ عام 2023 كمعرض دائم لأجزاء تشريحية من الجسم البشري تمثل كلًا من التشريح الموضعي والتشريح المُعتَمِد على الأجهزة في البالغين الأصحاء والمرضى. يفتح المتحف أبوابه أمام الجمهور العام وكثيرًا ما يستضيف جولات مدرسية.

وقد شاهد طلبة “مدرسة الراحة الدولية” بين جدران المتحف عينات تشريحية توضح حالة الدماغ بعد تعرضه لسكتة وما يمكن أن تخبرنا به الأعضاء الداخلية للإنسان عن نمط ومستوى معيشته واتساع الجهاز العصبي البشري السليم المُستَخرَج بالكامل وغيرها من المعلومات.

وتحدثت سيوفان أوسيليفان، من قسم العلوم البيولوجية، عن رحلتها المهنية والمومياء المصرية التي درستها قبل التخرج لتحديد سبب وفاة المومياء. وللعلم، كان السبب هو التليف الكيسي. وقد استخدمت سيوفان الحامض النووي الوراثي المُستَخرَج من أظافر قدمي المومياء، بينما ظلت المومياء داخل وعاء على طاولة سيوفان لفترة من الوقت. وبغض النظر فيما إذا كان ذلك مقززًا أو رائعًا، فإننا نقضي أوقاتًا رائعة مع الطلبة الزائرين.

وبالإضافة إلى كل ذلك، كان هناك المزيد من الأشياء “الرائعة” بانتظار الطلبة، حيث تحدثوا عن دور المهندس الطبي الحيوي، مع الدكتورة آنا-ماريا بابا، عضو الهيئة الأكاديمية وشاهدوا عرضًا للتكنولوجيا الطبية قدمه راتب قطمة وناقشوا تكنولوجيات الأجهزة القابلة للارتداء كمستشعرات القدمين والقلب والملابس التي ترصد أنماط النوم وتكنولوجيا اختبار الإجهاد المُستَخدَمَة حاليًا.

وأمضى طلبة “مدرسة الراحة الدولية” في الجزء الأخير من رحلتهم في جامعة خليفة وقتًا أطول داخل المختبر مع حمدان حمدان، حيث ناقشوا معه الحالات العصبية كاضطراب نقص الانتباه وفرط النشاط والتوحد والزهايمر، ثم شاهدوا فيديو عن جراحة أُجرِيَت لفأر وكيفية تخديره وسبب استخدام الفئران أكثر من أي حيوانات أخرى داخل المختبرات (للعلم، استخدام الفئران أرخص ويتيح لنا زيادة حجم الاختبار).

تأمل جامعة خليفة أن تتبادل هذه التجارب في القريب العاجل مع “مدرسة الراحة الدولية- مجمع مدينة خليفة”- الصف الحادي عشر وأن تواصل فتح أبوابها للمؤسسات الأكاديمية الأخرى.

وقالت مرغريتا لوزينزفا، مدرسة كيمياء للمرحلة الثانوية في “مدرسة الراحة الدولية- مجمع مدينة خليفة”: “كانت زيارة طلبة القسم العلمي في السنة الثانية من “برنامج الدبلوم” لدينا إلى جامعة خليفة بمثابة تجربة مُلهمة وثرية ذهنيًا، حيث تلقى الطلبة قدرًا كبيرًا من المعلومات، بدءًا من اكتشاف “متحف الجسد” وكيفية عمل الأجزاء المختلفة من الجسم وكيفية إجراء الاختبارات الجينية للمومياوات المصرية القديمة ومرورًا بفهم كيف يمكن استخدام الذكاء الاصطناعي في تقديم علاج طبي حسب الاحتياجات الشخصية وانتهاءً بمشاهدة كيفية تشخيص التصلب المتعدد وعلاجه ومعلومات مدهشة أخرى عديدة”.

وأضافت: “انخرط الطلبة بشكل نشط في مناقشات مفيدة، وتدربوا على الإنعاش القلبي الرئوي للمرضى في ظروف محاكية للواقع وشاركوا في جلسات أسئلة وأجوبة مع طلبة كلية الطب الذين تفضلوا بتزويدهم بمعلوماتهم الطبية.

نشعر بعميق الامتنان لما لمسناه من دفئ وتوجيه وحرفية، وبصفة خاصة هبة التي لم تدخر وسعًا في إثراء تجربتنا وخولة التي رافقتنا ودعمتنا على مدار اليومين.

ستبقى هذه الزيارة بالفعل في ذاكرة طلابنا بسبب عمق التجربة التعليمية التي وفرتها لهم ونود أن نتقدم بخالص الشكر لكل من ساهم في إنجاحها”.

أعربت هبة عن سعادتها الكبيرة بتنظيم واستضافة الزيارة، مؤكدة أن نجاح الفعالية والتفاعل اللافت من الطلبة وفريق جامعة خليفة كانا مصدر فخر وبهجة لها. وقالت: “أثمرت الجهود المبذولة ومشاهدة الحماس والتفاعل من الجميع نتائج جديرة بالاهتمام استحقّت كل العناء المبذول فيها. أعبر عن امتناني لروح العمل الجماعي والدعم الذي أسهم في نجاح هذا اليوم، وأتطلع إلى تنظيم المزيد من الفعاليات المشابهة مستقبلًا، واستقبال الطلبة من مختلف مدارس أبوظبي.”

Mمواضيع ذات صلة: كلُّ إنجاز مهم ولو كان بسيطًا

Posted on

هدية البحار

توفر أشجار القرم فوائد عديدة للبيئة، حيث تحتفظ بغاز ثاني أكسيد الكربون وتوفر مواطن آمنة للأسماك وغيرها من الأحياء البحرية الأخرى، كما تمثل حواجز طبيعية للرياح وتحمي الشواطئ من تيارات المد والجزر.

وتتسم أشجار القرم أيضًا بميزة أخرى أثارت اهتمام تيجون زانغ وفريقه البحثي في جامعة خليفة وهي قدرتها على تنقية ماء البحر باستخلاص الملح الذي يدخل عبر جذورها.

وتوفر دولة الإمارات الجزء الأكبر من احتياجاتها من الماء الصالح للشرب بتنقية مياه البحر، لكن تستهلك الطرق التقليدية في تحلية المياه كميات كبيرة من الطاقة وينتج عنها حوالي 141,5 مليون متر مكعب من المياه المالحة في مختلف أنحاء العالم يوميًا على شكل مخلفات صناعية تُلحق الضرر بالبيئة سواء تمت إعادتها إلى البحر أو أُلقِيَت على الشاطئ.

طور تيجون زانغ أشجار قرم اصطناعية تحاكي أشجار القرم الطبيعية وتمثل حلًا رائدًا منخفض التكلفة لتلبية النقص العالمي في المياه.
ويقول تيجون زانغ أن العملية بسيطة وتستمد الطاقة بالكامل من حرارة الشمس.

تقوم طاقة الشمس بسحب السائل إلى أعلى عبر شبكة تيتانيوم نانوية بالاعتماد على الخاصية الشعرية، حيث ينفصل الملح عن الماء ويترسب على “الأوراق” ليسقط ليلًا على قرص إسفنجي يطفو على المياه ويساهم في حفظ الجهاز في اتجاه عمودي داخلها. وينتج عن هذه العملية جمع حوالي 2,2 لتر/ متر مربع من الماء يوميًا.

ويدرس الباحثون طريقة فصل الملح المجمع والاستفادة منه في أغراض أخرى كميزة إضافية لهذه العملية.
– تيجون زانغ، قسم الهندسة، جامعة خليفة

ويضيف تيجون: “يصلح كلوريد الصوديوم للأكل ويصلح كلوريد الكالسيوم وكلوريد المغنيسيوم للعمليات الصناعية. وفي هذا الإطار، أكدت تكنولوجيتنا الحالية إمكانية تجميع الأملاح التي لا يمكن الاستفادة منها وهي ممزوجة ببعضها إلا إذا قمنا بفصلها وتكريرها وتنقيتها، حينها ستحظى بقيمة كبيرة للغاية”.

يرى تيجون أن الجهاز قد يكون قادرًا على استخراج مواد أخرى ذات قيمة من مياه البحر، بما في ذلك الليثيوم.

وأوضح تيجون أن تطبيقات هذا الجهاز ليست صناعية فقط، مشيرًا إلى صِغر حجم الجهاز بشكل يتيح حمله داخل حقيبة الظهر. ويمكن للمتنزهين والأفراد الذين يعيشون بعيدًا عن الشبكات العامة أن يستفيدوا من أشجار القرم الاصطناعية في تنقية المياه لأغراض الاستعمال الشخصي.

ويتميز الجهاز أيضًا ببساطة تصميمه الذي يتضمن شبكة تيتانيوم وطريقة تصنيع كيميائية متميزة لتطوير هيكل نانوي، وهو ما يسهل إعادة إنتاج الجهاز.

ويقول تيجون: “يمكن لطالب في المرحلة الثانوية أن يصنع هذا الجهاز “.
يقوم تيجون وفريقه البحثي في الوقت الحالي ببحث فرص الاستفادة التجارية من هذا الجهاز عبر الشركات الناشئة.

مواضيع ذات صلة: المزارع الرأسية والشعب المرجانية المصنوعة بالطباعة ثلاثية الأبعاد

Posted on

افتح فمك

عندما يطلب منك الطبيب فتح فمك وإخراج لسانك، يكون الهدف غالبًا استخدام أداة لإبعاد اللسان قليلًا حتى يتمكن من فحص حلقك لكن يمكن لمظهر اللسان نفسه أن يخبر الطبيب الكثير عن الصحة العامة للمريض، حيث أصبحت اليوم تقنيات التصوير الحراري والذكاء الاصطناعي جزءًا من لعبة تشخيص اللسان التي استُخدمت لقرون

استخدم الطب الصيني التقليدي اللسان كأداة تشخيصية لمدة لا تقل عن 3000 عام.

يرصد الطب الصيني التقليدي ثلاثة معايير للسان لكشف أحوالنا الصحية: لونه وشكله ونوع الطبقة التي تغطي سطحه. فعلى سبيل المثال، يميل لون اللسان السليم إلى درجة من درجات اللون الوردي، بينما إذا كان لونه أحمرًا داكنًا، فربما يشير ذلك إلى مشاكل في النوم أو أرق، وإذا كان لونه مائلًا للزرقة، يشير ذلك إلى ضعف الدورة الدموية.

وبينما يستخدم الطب الصيني التقليدي اللسان كأداة تشخيصية هامة، قد يلجأ الطب الغربي إلى رصد حالة اللسان إلى جانب مؤشرات أخرى عديدة كالتاريخ الطبي والنتائج المختبرية.

تقترب هذه “الفجوة” بين الطبين من الانتهاء، لاسيما مع تطور التكنولوجيا كالتصوير الحراري والأدوات المدعومة بالذكاء الاصطناعي.

ابتكر فريق من الباحثين مؤخرًا أداة لكشف الحالة الصحية باستخدام الذكاء الاصطناعي، وهي مصممة للطب الصيني التقليدي من خلال استقبال صور الإشعاع الحراري واستعراض الاندماج السلس بين مبادئ تفاعل الإنسان مع الكمبيوتر وتطبيقات الرعاية الصحية.

يـلـتـقـط الـتـصـويـر الـحـراري باسـتـخـدام الأشـعـة تحـت الحـمـراء صورا تـفـصـيـلية لـحـالة اللـسـان ويـسـجـل تـوزيـع الـحـرارة عـلـى اللـسـان لـتـنـتـج فـي الـنـهـايـة صـور حـراريـة تـوضـح الـتـغـيـرات فـي درجـة الـحـرارة.

ويـقـول أفـراد الـفـريـق إن بـحـثـهـم يـتـمـيـز عـن غـيـره بـفـضـل أداتهم الـمحـمـولة فـي الـيـد لـلـتـشـخـيـص بـالإشـعـاع الـحـراري والـمـنـدمـجـة مـع مـبـادئ تـفـاعـل الإنسـان مـع الكـمـبـيـوتـر، والتي طـوّرت بالـتـعـاون مـع مـمـارسـي الـطـب الـصـيـنـي الـتـقـلـيـدي.

وأدى نـمـوذج الـتـعـرف عـلـى اللـسـان عـن طـريـق عـلامـة الأسـنان باسـتخـدام خوارزمـيـة “ديـنـس نيت تي” إلـى نـتـائـج ذات مـتـوسـط دقـة أعـلـى بـنـسـبـة 25 بالـمـائـة مـن النـمـاذج الأخـرى للـتـعـرف علـى الـلـسـان عـن طريـق الأسـنـان والمـصممة لـتـوحـيـد مـعـايـيـر وأتـمـتـة الـتـشـخـيـص بـالـلـسـان فـي الـطـب الـصـيـنـي الـتـقـلـيـدي.

وقد برز تطور حديث آخر في التشخيص باللسان يعتمد في نتائجه على الذكاء الاصطناعي وتعلم الآلة.

وتتناول ورقة بحثية منشورة في مجلة “تكنولوجيز” المتخصصة في الاتجاهات التكنولوجية الحديثة نظامًا جديدًا لرؤية الكمبيوتر يحلل التغيرات في ألوان اللسان ويتيح إمكانية التشخيص في الزمن الفعلي.

وتتنبأ هذه التحليلات بالإضافة إلى تعلم الآلة بالأحوال الصحية بنسبة دقة تتجاوز 98 بالمائة.

استخدم الباحثون كاميرا إنترنت لالتقاط صور في الزمن الفعلي لكلٍ من الأفراد المرضى والأصحاء واستطاعوا التمييز بينهم ببساطة باستخدام لون اللسان.

يطبق النظام ست خوارزميات لتعلم الآلة لتصنيف صور اللسان في مجموعة متفاوتة من مستويات الإضاءة.

ويقول جافان تشال، من جامعة أستراليا، والمشارك في كتابة البحث: “أُجرِيَت دراسات (للتشخيص باستخدام لون اللسان) من دون التحكم في مستوى الإضاءة، ولكن لا يعتبر اللون معيارًا موضوعيًا إلى حدٍ بعيد”.

تدرب النموذج على أكثر من 5000 صورة تغطي سبع فئات لونية. وتوضح النماذج أن نظم الذكاء الاصطناعي للتشخيص باللسان تتسم بالدقة والكفاءة ووفرة الكلفة وعدم احتياجها إلى الإجراءات الجراحية، كما تُعَد هذه المميزات هامة بصفة خاصة في المناطق التي يصعب الوصول فيها إلى نوع من الرعاية الصحية، حيث يُعَد التصدي لتأثير الإضاءة على ألوان اللسان تحديًا كبيرًا يعوق عملية التشخيص باللسان.

لذلك، عندما تنظر مستقبلًا في المرآة، احرص على ملاحظة حالة لسانك ورؤية ما قد يبدو غير طبيعي، فقد يكون إخراج لسانك أمام نفسك هو المفتاح للوقاية من مشاكل صحية محتملة.

مواضيع ذات صلة: طريقة التنفس قد تكون مؤشرًا على وجود مرض الزهايمر

Posted on

من بلاستيك إلى هيدروجين

يقطن اليوم أكثر من نصف سكان العالم في المدن ويُتوقّع أن ترتفع هذه النسبة لتصل إلى 70% بحلول عام 2050. أدّى هذا التوسّع الحضري السريع إلى زيادة النفايات الصلبة والقمامات والمخلّفات التي يتخلّص منها الأفراد في المدن يوميًا والتي تشمل نفايات منزلية وصحف قديمة وأغلفة بلاستيكية ونفايات مكتبية وتجارية وعجلات السيارات وأثاث تالف.

تفاقمت مشكلة نفايات المناطق الحضرية بسبب الارتفاع المتواصل للنفايات البلاستيكية، حيث يُتوقع أن تصل كمية النفايات البلاستيكية إلى 1.1 بليون طن بحلول عام 2050، ما يؤكد أهمية إيجاد حلول مستدامة لإدارة النفايات كأولوية في جميع مدن العالم.

يدرس الباحثون الطرق التي تمكنهم من تحويل النفايات البلاستيكية إلى هيدروجين، حيث يُعرف الهيدروجين أنه مصدر للطاقة في المستقبل، لكن توجد عوامل تحد من إنتاجه تتضمن إمكانية تطويره وتأثيره البيئي وفائدته الاقتصادية.ويعرف الهيدروجين أنه وقود مستدام لكن تعتمد طرق إنتاجه الحالية على الوقود الأحفوري وتفاعل الميثان مع البخار، التي تستهلك كميات كبيرة من الطاقة وتُنتج غاز ثاني أكسيد الكربون.

يمكن أن نستخدم تقنية إنتاج الهيدروجين باستخدام عملية استخراج الغاز بالنطاق الذي نريده، حيث تتعرض النفايات البلاستيكية خلال هذه العملية إلى درجات حرارة عالية بما يكفي ليتبخّر الهيدروجين ويبقى منتجٌ ثانويٌ هام وهو الغرافين.

يُصنّف البلاستيك من الهيدروكربونات، وهي بوليمرات مصنوعة من ذرات الهيدروجين والكربون، ويساهم التسخين السريع والكافي في إعادة تنظيم الروابط الكيميائية، حيث يجتمع الغرافين مع ذرات الهيدروجين لينتج غاز الهيدروجين، وتُسَخَّن المواد خلال هذه التقنية بسرعة إلى درجات حرارة مرتفعة جدًا باستخدام صدمة كهرباء، فتتحول الكهرباء إلى حرارة عالية بمقدار آلاف الكِلفِن بتكلفة صغيرة للطاقة المستهلَكة في الحصول على منتج قيّم.

ضم البحث الذي أشرف عليه البروفيسور باو لوك شو، من قسم الهندسة الكيميائية الحيوية في جامعة خليفة، عددًا من تقنيات التعلم الآلي التي طبقها على العملية لتحسين الكفاءة. وقال البروفيسور أن عملية الدمج بين المواد الخام غير التقليدية المدعومة بتقنيات التعلّم الآلي والحفظ المتقدم في إنتاج الهيدروجين يمكن أن يسهم في بناء مستقبلٍ مستدام وخالٍ من التلوثز

وأضاف:”يبرز التعلم الآلي كعاملٍ هام يساهم في تحسين عمليات استخراج الغاز وتعزيز الكفاءة وتقليل الانبعاثات، وتعتبر هذه المنهجيات المتكاملة ضرورية في مجال تطوير حلول الطاقة منخفضة الكربون وتحقيق الأهداف البيئية العالمية”.

مواضيع ذات صلة: ألوان الهيدروجين