دراسة على نماذج مخ مصغرة تربط بين الإصابات بالارتجاج والخرف
تاريخ النشر: 10th, April 2024 GMT
ربما تساعد نماذج المخ المصغرة المزروعة في المختبر في تفسير سبب زيادة خطر الإصابة بالخرف لدى الأشخاص الذين يعانون من ارتجاج المخ وإصابات الدماغ الرضحية الأخرى.
في دراسة جديدة نُشرت يوم الخميس (4 أبريل) في مجلة Cell Stem Cell، أبلغ العلماء عن نتائج تجربة قاموا فيها بتفجير هذه النماذج المزروعة في المختبر للدماغ البشري - والمعروفة باسم عضيات الدماغ - بموجات فوق صوتية عالية الكثافة.
كان الهدف من الموجات هو محاكاة تلف خلايا الدماغ الناجم عن إصابات الدماغ الرضحية الشديدة.
أشار البحث إلى استراتيجية لمنع الآثار المترتبة على إصابات الدماغ، كما أفاد مؤلفو الدراسة. من الناحية النظرية، يمكن استخدام العلاج إما كإجراء وقائي أو كعلاج يتم تقديمه بعد الإصابة.
ومع ذلك، هناك حاجة إلى المزيد من الدراسات قبل أن يتم استخدام مثل هذا العلاج في البشر.
بدت عضيات الدماغ المستخدمة في الدراسة مثل كتل من خلايا الدماغ بحجم رأس الدبوس، بدلاً من نسخ مصغرة تمامًا من أدمغة بشرية كاملة الحجم. ومع ذلك، تلتقط العضيات جوانب من البيولوجيا البشرية يصعب دراستها في الحيوانات، مثل فئران المختبر.
يمكن أيضًا زراعتها لتشمل أنواعًا معينة من الخلايا من مناطق مختلفة من الدماغ، مرتبة في طبقات كما لو كانت في رأس الشخص.
في هذه الدراسة، قام الباحثون بزراعة العضيات من خلايا تم جمعها من متبرعين بشريين أصحاء ومن أشخاص مصابين إما بالتصلب الجانبي الضموري (ALS) أو الخرف الجبهي الصدغي، وهما نوعان من الأمراض التنكسية العصبية.
وجد العلماء أن الطفرات في جين يسمى C9orf72 تزيد من خطر الإصابة بكلا المرضين، وفي هذه الحالة، حمل جميع المتبرعين نسخة متحولة من ذلك الجين.
تم تعديل الخلايا التي تم جمعها من كل مجموعة في المختبر بحيث عادت إلى الخلايا الجذعية التي يمكن بعد ذلك إقناعها بالنمو إلى أي نوع من الخلايا.
قام الباحثون بتفجير العضيات الناتجة بنبضات فوق صوتية لمحاكاة بعض تأثيرات إصابات الدماغ الرضحية، بما في ذلك موت خلايا الدماغ والتغيرات في بروتين يسمى تاو، والذي يشارك في مرض الزهايمر.
بالإضافة إلى ذلك، رأى الفريق تغيرات في بروتين يسمى TDP-43، والذي تم ربطه بكل من إصابات الدماغ الرضحية والعديد من الأمراض التنكسية العصبية في الماضي.
يشارك البروتين، الموجود عادةً في نواة الخلايا السليمة، في التحكم في كيفية استخدام التعليمات في الحمض النووي لصنع البروتينات. ولكن في الحالات التنكسية العصبية، يتراكم TDP-43 في كتل.
تشير الأبحاث الجديدة إلى أنه بعد إصابة الدماغ الرضحية، تؤدي بروتينات TDP-43 المعطلة إلى إصابة خلايا الدماغ وقتلها. وجد الفريق أن جزءًا من سبب خروج هذه البروتينات عن السيطرة قد يكون بسبب هروبها من النواة.
كانت هذه التغييرات الضارة في TDP-43 أكثر انتشارًا في العضيات المزروعة من خلايا الأشخاص المصابين بالتصلب الجانبي الضموري أو الخرف مقارنة بتلك الموجودة في المتبرعين الأصحاء.
يشير هذا إلى أنه بسبب هذه الآلية، قد تكون إصابات الدماغ الرضحية خطيرة بشكل خاص لأولئك الذين لديهم بالفعل خطر وراثي للإصابة بالخرف.
بعد ذلك، ذهب الفريق للبحث عن طرق لمنع الإصابات أو عكسها. قال المؤلف الرئيسي جاستن إيشيدا، أستاذ مشارك في بيولوجيا الخلايا الجذعية والطب التجديدي بجامعة جنوب كاليفورنيا، في بيان: "لقد اختبرنا بعد ذلك كل جين في الجينوم البشري لنرى ما إذا كان بإمكاننا إنقاذ تلك الإصابة عن طريق قمع أي جين فردي".
وجدوا جينًا لبروتين على سطح الخلايا - KCNJ2 - والذي عند إيقاف تشغيله، يوفر الحماية من آثار إصابات الدماغ الرضحية. جرب الباحثون ذلك في عضياتهم وفي فئران المختبر، ووجدوا تأثيرات ثابتة.
قال إيشيدا في بيان آخر: "قد يقلل استهداف KCNJ2 من موت الخلايا العصبية بعد إصابة الدماغ الرضحية.
يمكن أن يكون لهذا احتمالية إما كعلاج بعد الإصابة أو كعلاج وقائي للرياضيين وغيرهم المعرضين لخطر كبير للإصابة بإصابات الدماغ الرضحية."
ولكن مرة أخرى، هناك حاجة إلى مزيد من البحث لنقل مثل هذا العلاج من العضيات إلى المرضى من البشر.
المصدر: صدى البلد
كلمات دلالية: خلایا الدماغ
إقرأ أيضاً:
«فالكون 3» إنجاز جديد ل «الابتكار التكنولوجي»
أبوظبي: «الخليج»
كشف معهد الابتكار التكنولوجي، المركز العالمي الرائد في البحوث التطبيقية، التابع لمجلس أبحاث التكنولوجيا المتطورة في أبوظبي، عن إطلاق فالكون 3، الإصدار الأحدث ضمن سلسلة النماذج اللغوية الكبيرة مفتوحة المصدر، ويمثل هذا الإصدار المبتكر قفزة نوعية في مجال النماذج الصغيرة، ما يتيح وصولاً أوسع إلى تقنيات الذكاء الاصطناعي المتقدمة من خلال تشغيل النموذج بكفاءة على أجهزة خفيفة مثل الحواسيب المحمولة، كما يرسي فالكون 3 معايير جديدة بتفوقه في قدرات الاستدلال وإمكانات التخصيص، ليصبح نموذجاً للذكاء الاصطناعي أكثر تطوراً وفعالية.
صُمم فالكون 3 ليتيح تقنيات الذكاء الاصطناعي عالية الأداء للجميع، مقدماً نماذج تجمع بين القوة والكفاءة، وتم تدريبه على 14 تريليون رمز توكين، ما يزيد على ضعف تدريب النسخة السابقة التي اعتمدت على 5.5 تريليون رمز فقط، ما يمنحه تفوقاً ملحوظاً عبر مختلف المعايير، ويتميز فالكون 3 بكونه أحد أفضل النماذج عالمياً القادرة على العمل بكفاءة باستخدام وحدة معالجة رسومات واحدة فقط. وقد حقق المركز الأول على قائمة منصة Hugging Face العالمية للنماذج اللغوية الكبيرة مفتوحة المصدر، متفوقاً على نماذج أخرى بحجم مشابه، مثل نماذج لاما من شركة ميتا كما يتصدر نموذج فالكون 3- 10 بي فئته، متفوقاً على جميع النماذج التي تقل عن 13 مليار متغير.
وقال فيصل البناي، الأمين العام لمجلس أبحاث التكنولوجيا المتطورة ومستشار رئيس الدولة لشؤون الأبحاث الاستراتيجية والتكنولوجيا المتقدمة: «لا يمكن إنكار الأثر التحويلي الكبير للذكاء الاصطناعي، واليوم نعزز ريادتنا في مجتمع الذكاء الاصطناعي، لا سيما في مجال المصادر المفتوحة، من خلال إطلاق سلسلة النماذج النصية فالكون 3، ويمثل هذا الإصدار امتداداً طبيعياً لما بدأناه مع فالكون 2، وخطوة أساسية نحو عصر جديد من الابتكار في الذكاء الاصطناعي، وإن التزامنا بجعل هذه التقنيات المبتكرة متاحة للجميع يعكس رؤيتنا لتحقيق المساواة العالمية ودفع عجلة الابتكار للجميع».
تشمل سلسلة فالكون 3 أربعة نماذج بأحجام مختلفة هي فالكون 3 (-1بي و-3بي و-7بي و-10بي). وقد أُولي اهتمام خاص في هذا الإصدار لتحقيق التكامل السلس والتوافق الكامل مع واجهات برمجة التطبيقات (APIs) والمكتبات رائجة الاستخدام، ما يخفف عبء التكامل ويجعل الاستخدام أكثر سهولة، النتيجة النهائية هي تمكين المستخدمين من اختيار الحل الأنسب لاحتياجاتهم المتنوعة.
ومع الأداء الاستثنائي الذي يقدمه فالكون 3 في الاستدلال وفهم اللغة واتباع التعليمات وتوليد الأكواد وحل المهام الرياضية، فإنه يمهد الطريق لوضع معايير جديدة في قدرات الذكاء الاصطناعي.
وتتوزع النماذج الصغيرة من فالكون 3 إلى إصدارين اثنين، الإصدار الأساسي وإصدار Instruct، حيث يحتل كل منهما مكانة رائدة عالمياً ضمن فئته. تم تصميم الإصدار الأساسي للمهام التوليدية العامة، بينما تُعد نسخة Instruct نموذجاً مطوراً موجهاً للتطبيقات الحوارية ويتوفر فالكون 3 بأربع لغات هي الإنجليزية والفرنسية والإسبانية والبرتغالية، إضافة إلى ذلك، تحتوي النماذج على إصدارات كمية تُعزز التكامل مع البنى التحتية المتخصصة، ما يضمن كفاءة في استخدام الموارد وسهولة في النشر والتحليل السريع.
وقالت الدكتورة نجوى الأعرج، الرئيس التنفيذي لمعهد الابتكار التكنولوجي: «إن تفانينا في البحث العلمي المتقدم وجذب الكفاءات المتميزة قد أثمر عن إطلاق فالكون 3، الذي يمثل تجسيداً لرؤيتنا في تحقيق التميز العلمي، مع تعزيز الكفاءة ووضع معايير جديدة في مجال الذكاء الاصطناعي».
وبدوره، قال الدكتور حكيم حسيد، كبير الباحثين في وحدة الذكاء الاصطناعي التابعة لمعهد الابتكار التكنولوجي: «في ظل التقدم السريع الذي تشهده تقنيات الذكاء الاصطناعي، نفخر بدورنا الفاعل في هذه الرحلة المبتكرة، يمثل فالكون 3 خطوة نوعية تدفع حدود النماذج اللغوية الصغيرة إلى آفاق أوسع».
يمكن تحميل فالكون 3 فوراً من منصة HuggingFace أو من الموقع الإلكتروني FalconLLM.TII.ae، مع توفير كافة المعلومات المتعلقة بمعايير الأداء.
السديس: اللغة العربية محفوظة بالقرآن ويجب تعزيز تعليمها للأجيال