أهلاً بكم في قسم خدمات الأبحاث والاستراتيجيات في عالم اليوم سريع الخطى.
مع التطورات التي تحدث بوتيرة أسرع من أي مجال علمي آخر، شهد علم الأعصاب الكثير من التطورات خلال عام 2019. إليكم ثلاثة مجالات بحثية مذهلة حقًا في علم الأعصاب تتحدى تصوراتنا المسبقة عن هويتنا، أو ما يمكن أن نكون عليه.
في هذه اللحظة، يعمل علماء الأعصاب في معهد ماكس بلانك للأنثروبولوجيا التطورية على بناء "أدمغة مصغرة" معدلة وراثيًا بنسخ متعددة من الحمض النووي لإنسان نياندرتال. وباستخدام تقنية كريسبر، بحجم حبة العدس، الأدمغة المصغرة على مجموعات من الخلايا العصبية الحية المستنبتة من الخلايا الجذعية، والتي تؤدي وظائف دماغية حقيقية.
على الرغم من صغر حجمها الذي لا يسمح بدراسة أي سلوكيات معقدة كالتواصل، يُتوقع أن تكشف عن اختلافات في النشاط الدماغي الأساسي الذي ربما امتلكه إنسان نياندرتال. وبهذا، يُوفر علم الوراثة لعلم الأعصاب ما يُشبه التلسكوب التاريخي، مما يُتيح له استكشاف آليات عمل الأدمغة القديمة. كل هذا بفضل الحمض النووي المحفوظ في شظايا العظام لعشرات آلاف السنين.
وإذا كنت تعتقد أن الأمر بهذه البساطة، مجرد بضع خلايا في طبق بتري... فكر مرة أخرى. يخطط الباحثون الألمان لربط أدمغة نياندرتال المصغرة بروبوتات، لمراقبة سلوكها. هذا المشروع أكثر طموحًا من حبكة فيلم خيال علمي مستقبلي، وإذا نجح، فسيدهش العقل بما سيصبح ممكنًا في السنوات القادمة - هل من أحد يرغب في روبوتات خادمات منازل من نياندرتال؟!
يُعدّ أحد أكبر التحديات التي يواجهها علماء الأعصاب صعوبة دراسة الأدمغة الحية. فحتى مع الأدمغة التي جُمعت حديثًا بعد الوفاة، تتحلل الخلايا العصبية بسرعة في الساعات التي تلي الوفاة، وتتلاشى تمامًا. ولمواجهة هذا التحدي، ابتكر علماء أعصاب متحمسون في جامعة ييل تقنية حيوية رائدة تُسمى BrainEx. صُمم نظام الدعم عالي التقنية هذا للحفاظ على خلايا الدماغ حية، تمامًا كما يستمر نمو الشعر والأظافر بعد الوفاة.
لاختبار هذه التقنية، استخدم الباحثون جهاز BrainEx لاستعادة النشاط العصبي والدورة الدموية في دماغ خنزير ميت منذ أربع ساعات. تم استئصال الدماغ من الخنزير وإعادته إلى الحياة بإمداد دموي اصطناعي باستخدام مزيج خاص من عوامل الحماية والتثبيت والتباين. حدث ذلك قبيل بدء تدهور الوظائف الخلوية والجزيئية. تُظهر الصورة أدناه الفرق بين دماغ خنزير يتحلل بشكل طبيعي بعد 10 ساعات من موته (يسار)، وخلايا سليمة المظهر في دماغ الخنزير المُعاد إحياؤه (يمين).
وهنا يأتي الجزء المثير للريبة. فرغم بقاء الخلايا العصبية حية ونشطة، إلا أنه لم يكن هناك أي نشاط وظيفي رفيع المستوى في دوائر الدماغ - أي أنها حية وميتة في آن واحد. هذا التحول من الخيال، الذي يشبه قصة فرانكشتاين، إلى الواقع، يُظهر كيف يمكن لعلم الأعصاب أن يُغير مسار الأسئلة الأخلاقية الكبرى من فلسفية إلى عملية.
لا تقتصر هذه التقنية الحيوية على الخنازير المعدلة وراثيًا، بل من حيث المبدأ، ستعمل مع أي نوع من أدمغة الثدييات... بما في ذلك البشر! يمتلك هذا الإنجاز إمكانات هائلة لتحسين فهمنا لكيفية عمل عقولنا. وفي الوقت نفسه، يبدو الأمر مقلقًا للغاية، إذ يُقارب إعادة الموتى إلى الحياة.
وفي سياقٍ أكثر إلهاماً، شهد عام 2019 أيضاً تطوير نظام حاسوبي قادر على ترجمة نشاط الدماغ إلى كلام مُصنّع. ويعمل هذا النظام عن طريق فك تشفير حركات العضلات المشاركة في الكلام عبر نبضات عصبية تُحلل من خلال النشاط الكهروفيزيولوجي. وقد أظهرت نتائج تجربة أُجريت في جامعة كاليفورنيا في سان فرانسيسكو أن نموذجاً أولياً استطاع بنجاح تفسير اللغة من خلال الإشارات العصبية العضلية، عند التحدث ببطء.
يتوقع الباحثون تحسين التقنية الحيوية لتُحاكي سرعة الكلام الطبيعي، والتي تبلغ حوالي 150 كلمة في الدقيقة. ومع ذلك، يُعدّ هذا إنجازًا لافتًا للنظر بالنظر إلى أن القياس يقتصر على إشارات الدماغ فقط. إليكم مقطع فيديو يُوضح كيف يُمكن تفسير أنماط نشاط الدماغ من القشرة الحسية الجسدية للمتحدث، والتي تُفكّ شفرتها إلى حركات في الجهاز الصوتي، على أنها لغة.
حاول العديد من العلماء حل هذه المشكلة سابقًا، لكنهم فشلوا. اتبع هؤلاء الباحثون نهجًا جديدًا بإنشاء نماذج ذكاء اصطناعي لمحاكاة المسالك الصوتية. في الواقع، تعلم الذكاء الاصطناعي ذاتيًا من مكتبة بيانات تجارب الكلام، ودرب شبكاته العصبية على فك شفرة اللغة من حركات الصوت. قد تُشكل هذه التطورات خطوات مهمة في محاكاة البيولوجيا البشرية في برامج الحاسوب لأغراض البحث.
من الناحية الطبية، قد يفقد العديد من المرضى الذين يعانون من أمراض في الحلق أو الجهاز العصبي، كالسكتات الدماغية أو الشلل، قدرتهم على الكلام تمامًا. ويمكن لهذه التقنية العصبية، المقترنة بالهواتف الذكية، أن تُمكّن من لا يستطيعون الكلام من التحدث بشكل طبيعي وفوري، يوميًا، بمجرد التفكير في الكلام.
مع ذلك، بما أن الصوت المُحاكى لا يتطلب سوى قراءة منطقة صغيرة من نشاط الدماغ، وبما أنه يُمكن إرسال الكلام إلى أي جهاز كمبيوتر تقريبًا، فمن المحتمل أن يتمكن أي شخص من التواصل سرًا وبصمت مع أي شخص آخر باستخدام هاتف ذكي وسماعات رأس. ولأن هذا النظام ثنائي الاتجاه، فإنه يُمثل حلًا تقنيًا عصبيًا حقيقيًا للتخاطر البشري. الاحتمالات لا حصر لها.
إذا أعجبك هذا المقال، فراجع مقالاتنا الأخرى حول أهم ما توصل إليه علم الأعصاب في عامي 2017 و2018.
خمسة اكتشافات رائدة في علم الأعصاب لعام 2018
سبعة تطورات رئيسية في علم الأعصاب لعام 2017
أهلاً بكم في قسم خدمات الأبحاث والاستراتيجيات في عالم اليوم سريع الخطى.
مناقشة قائمة على الأدلة حول ما إذا كانت أنشطة مثل الكلمات المتقاطعة والسودوكو تحسن صحة الدماغ بشكل ملموس، مع توضيح ما تدعمه وما لا تدعمه، ولماذا غالبًا ما يساء فهم فوائدها.
اطلع على هذه الأفكار الممتازة حول دور علم الأعصاب في الأداء الرياضي.
تعرف على المرونة العصبية المذهلة لدماغك.
يُعدّ NeuroTracker أحد أكثر أنظمة التدريب المعرفي بحثًا على نطاق واسع، ويُستخدم في الرياضات النخبوية والجيش ومجالات تحسين الأداء البشري في جميع أنحاء العالم. وقد بُني على أساس 20 عامًا من أبحاث علم الأعصاب.
.png)