اختراق يمكّن العلماء من التحكم في الحمض النووي البشري بالكهرباء!
تاريخ النشر: 7th, August 2023 GMT
#سواليف
تمكن #علماء لأول مرة من التحكم في #الحمض_النووي_البشري بالكهرباء فيما يمكن أن يكون اختراقا.
نجح فريق في سويسرا في تشغيل وإيقاف تشغيل الجينات البشرية باستخدام تيارات كهربائية من إبر الوخز الطبية.
وساعدت عمليات الانطلاق المحفزة على تنشيط #الجينات المنتجة للأنسولين، والتي تم إنشاؤها باستخدام طرق العلاج الجيني التي طورها الفريق السويسري على مدى السنوات الخمس الماضية.
وأطلق الباحثون على تقنيتهم الجديدة اسم “الحلقة المفقودة” للعلاجات الجينية.
لكن الأمل يكمن في أن تحدث هذه الطريقة “الكهربية” ثورة في #التكنولوجيا القابلة للارتداء – كل شيء من الأجهزة الطبية إلى أجهزة تتبع #اللياقة_البدنية إلى الأطراف الصناعية – ما يخلق مسارا جديدا تماما للأجهزة الإلكترونية للتواصل مع جسم الإنسان.
ويتيح النظام، المسمى “تقنية التنظيم الناشط للتيار المباشر (DC)” (DART)، الاتصال بين الأنظمة الإلكترونية والبيولوجية التي كانت “غير متوافقة إلى حد كبير” من قبل.
وقال الفريق في دراسته الجديدة التي نُشرت يوم الإثنين في Nature Metabolism: “تعمل الأنظمة الإلكترونية والبيولوجية بطرق مختلفة جذريا وغير متوافقة إلى حد كبير بسبب عدم وجود واجهة اتصال وظيفية”.
وأوضح العلماء أن “الأنظمة البيولوجية هي أنظمة تناظرية، مبرمجة بواسطة علم الوراثة، ويتم تحديثها ببطء عن طريق التطور وتتحكم فيها الأيونات التي تتدفق عبر الأغشية المعزولة”.
وكتبوا على النقيض من ذلك أن “الأنظمة الإلكترونية رقمية ومبرمجة بواسطة برمجيات قابلة للتحديث بسهولة ويتم التحكم فيها بواسطة إلكترونات تتدفق عبر أسلاك معزولة”.
ومن خلال العمل من ETH Zürich، وهي جامعة بحثية عامة في سويسرا، طور الباحثون نظاما بسيطا عن قصد يستخدم أقطاب إبرة الوخز بالإبر المعتمدة من منظمة الصحة العالمية (WHO) والمعتمدة من إدارة الغذاء والدواء الأمريكية (FDA) لتقديم أقطاب إبرة الوخز المتواضعة المنقذة للحياة.
ووفقا للدراسة، فإن نظام DART يجب أن يوفر فقط 10 ثوان من التيار المستمر عند 4.5 فولت مرة واحدة يوميا لتحفيز إنتاج الأنسولين الكافي لتنظيم مستويات السكر في الدم لمرضى السكري.
وتعمل واجهة DART التي تعمل بالبطارية بشكل أساسي على تقسيم كميات صغيرة من الماء داخل الخلايا البشرية إلى أيونات مشحونة كهربائيا للغاية، أو “أنواع الأكسجين التفاعلية” باستخدام الأكسجين في H2O العادي.
وتمكن الفريق من ضبط العناصر الخلوية الفرعية عن طريق حقن العلاج الجيني – بما في ذلك البروتين 1 المرتبط بـ ECH الشبيه بـ Kelch – لمساعدتها على إنتاج الأنسولين استجابة لجزيئات الأكسجين المشحونة.
وعلى وجه التحديد، قاموا بإنشاء “عناصر استجابة مضادات الأكسدة” (AREs) الاصطناعية التي من شأنها تنشيط الجينات العلاجية المنتجة للأنسولين.
وهكذا، ستساعد مجموعات الطاقة في صنع الأنسولين أثناء القيام بواجباتها الطبيعية، في محاولة لكبح أيونات الأكسجين المشحونة بشدة، على النحو الذي تم إنشاؤه بواسطة أقطاب الوخز بالإبر.
وأظهر الباحثون أن نظام DART يمكن أن ينشط العلاجات القائمة على الجينات المنتجة للأنسولين والتي تم حقنها في خلايا الكلى الجنينية البشرية، والخلايا الجذعية البشرية، ونماذج مختبرية مختلفة من القوارض.
وتأمل مجموعة ETH Zürich أن نظام DART “سيمهد الطريق للتعبير الجيني القابل للارتداء والذي يتم التحكم فيه كهربائيا”.
وكتبوا أن DART لديها “القدرة على ربط التدخلات الطبية بإنترنت الجسم أو إنترنت الأشياء”.
المصدر: سواليف
كلمات دلالية: سواليف علماء الجينات التكنولوجيا اللياقة البدنية التحکم فی
إقرأ أيضاً:
“عقلنا أبطأ مما نعتقد”.. دراسة تكشف الحد الأقصى لسرعة الدماغ البشري!
يمانيون../
في اكتشاف مثير، تمكن العلماء من تحديد الحد الأقصى لسرعة معالجة الدماغ للأفكار البشرية، مما يفسر قدرتنا المحدودة على التركيز على فكرة واحدة فقط في كل لحظة.
ورغم أن الحواس البشرية، كالعينين والأذنين والجلد والأنف، تجمع بيانات من البيئة المحيطة بسرعة تصل إلى مليار بت في الثانية، إلا أن الدماغ يعالج هذه الإشارات بسرعة لا تتجاوز 10 بتات في الثانية فقط، وهو معدل أبطأ بملايين المرات من سرعة المدخلات.
على سبيل المقارنة، يعادل هذا الأداء العقلي سرعة اتصال “واي فاي” ضعيف جداً مقارنة بالسرعات الحديثة التي قد تصل إلى 50 مليون بت في الثانية.
شبكة عصبية هائلة.. وأداء بطيء
على الرغم من أن الدماغ يحتوي على أكثر من 85 مليار خلية عصبية، يشارك ثلثها في التفكير المعقد داخل القشرة الدماغية، إلا أن العلماء وجدوا أن سرعة معالجة الأفكار البشرية تبقى محدودة للغاية.
ووفقاً للدراسة التي نشرتها مجلة Neuron، يقول ماركوس ميستر، أحد مؤلفي البحث:
“في كل لحظة، نستخلص فقط 10 بتات من بين التريليون التي تستقبلها حواسنا. نستخدم هذه البتات العشرة لنشكل تصورنا عن العالم واتخاذ القرارات، مما يثير التساؤل: كيف يفلتر الدماغ كل هذه المعلومات؟”
لماذا لا نستطيع التفكير في أكثر من فكرة واحدة؟
توضح الدراسة أن الخلايا العصبية الفردية قادرة على معالجة المعلومات بسرعة أكبر، إلا أن الدماغ البشري يعمل بآلية تجعلنا نركز على تسلسل واحد من الأفكار فقط.
على سبيل المثال، لاعب الشطرنج لا يمكنه التفكير في عدة تحركات ممكنة دفعة واحدة، بل يتابع سيناريو واحداً في كل مرة.
هل البشر مبرمجون على البطء؟
يعتقد الباحثون أن هذا البطء العقلي قد يكون إرثاً بيولوجياً من أقدم الكائنات التي كانت تستخدم أدمغتها للملاحة فقط، مثل التحرك نحو الطعام أو الهروب من المفترسات.
الآلات قد تسبقنا!
في حين أن سرعة معالجة الدماغ قد تكون كافية للبقاء في بيئة طبيعية تتغير ببطء، إلا أن التطور السريع للتكنولوجيا قد يجعل الآلات تتفوق على البشر.
ويحذر العلماء من أن البشر قد يجدون أنفسهم عاجزين عن مواكبة الآلات الذكية، تماماً مثل الحلزونات التي لا يمكنها التكيف مع الطرق السريعة.
مستقبل العقل البشري في عالم سريع
تثير نتائج هذه الدراسة تساؤلات عميقة حول مستقبل التفاعل بين الإنسان والآلة، وكيف يمكن للبشر التكيف مع عالم تكنولوجي يتسارع يوماً بعد يوم.
هل سنحتاج إلى تقنيات تعزز من سرعة معالجة أدمغتنا؟ أم أننا سنعتمد بشكل أكبر على الذكاء الاصطناعي لتعويض هذا البطء الطبيعي؟
إنها أسئلة تضعنا أمام مفترق طرق في علاقة البشر بالتكنولوجيا المتقدمة.
الفاخري: نرفض العقوبات الأمريكية على جنوب أفريقيا