الجمجمة تلعب دورا غامضا في صحة الدماغ لم نكن نعرفه سابقا!
تاريخ النشر: 23rd, August 2023 GMT
تتمتع خلايا نخاع العظام في الجمجمة باستجابة مميزة للمرض، ويقول العلماء إن هذا يعني أن الجمجمة يمكن أن تكون وسيلة مفيدة لمراقبة الالتهاب في الدماغ وربما لعلاجه.
يقترح فريق بحثي من ألمانيا والمملكة المتحدة، يبحث في رد الفعل هذا، أن النتائج التي توصلوا إليها يمكن أن تكون بمثابة تقنية غير جراحية لتصوير الجمجمة.
ويقول عالم الأعصاب علي إرتورك من جامعة ميونيخ في ألمانيا: "هذا يفتح عددا لا يحصى من الاحتمالات لتشخيص وعلاج أمراض الدماغ ولديه القدرة على إحداث ثورة في فهمنا للأمراض العصبية. ويمكن أن يؤدي هذا الاختراق إلى مراقبة أكثر فعالية لحالات مثل ألزهايمر والسكتة الدماغية، وربما يساعد أيضا على منع ظهور هذه الأمراض من خلال التمكين من الكشف المبكر".
ويلعب الالتهاب العصبي دورا مهما في العديد من اضطرابات الدماغ والجهاز العصبي، حيث ينشط الخلايا المناعية ويطلق الجزيئات الالتهابية التي تساعد على حماية أنسجتنا وشفائها. ومع ذلك، يمكن أن يكون له ثمن، حيث يخاطر بالتلف. علاوة على ذلك، تحمي الجمجمة والأغشية الأخرى الدماغ، ما يجعل الوصول إليها من أجل علاج الالتهاب الخاطئ أمرا صعبا.
واكتشف العلماء مؤخرا مسارات من النخاع العظمي للجمجمة عبر السطح الخارجي للدماغ للأغشية الواقية، والسحايا، ما يسمح بحركة الخلايا المناعية ويتحدى فكرة أن الجمجمة والدماغ لا يوجد بينهما تبادل مباشر.
ومن المعروف أن الخلايا المناعية يمكن أن تدخل الدماغ بعد مشاكل مثل السكتات الدماغية التي تسبب ضعف الحاجز الدموي الدماغي، لكن كيفية دخول الخلايا المناعية إلى طبقات الدماغ عبر الجمجمة وعدد المرات التي تصل إليها بهذه الطريقة مقارنة بالطرق الأخرى غير واضحة.
وفي تجارب لتصوير عينات الدماغ البشري والسحايا والجمجمة، استخدم الفريق تنقية الأنسجة مع التصوير الثلاثي الأبعاد.
وسمحت العملية للضوء بالمرور من أجل الفحص المجهري لأنسجة المخ والجمجمة.
إقرأ المزيد
ولاحظ الباحثون البنية الخلوية لوصلات الجمجمة والسحايا (SMCs) التي تمتد أقرب إلى سطح الدماغ مما كان يُعتقد سابقا، وغالبا ما تخترق ذلك الغشاء السحائي الخارجي والأكثر صلابة، "الأم الجافية".
ويقول إلجين كولاباس، اختصاصي المناعة العصبية من جامعة ميونيخ: "تحمل هذه النتائج آثارا عميقة، ما يشير إلى وجود علاقة أكثر تعقيدا بكثير بين الجمجمة والدماغ مما كان يُعتقد سابقا".
كما درس كولاباس وزملاؤه خلايا من ستة عظام مختلفة، والأم الجافية، والدماغ، ووجدوا عظاما مختلفة لها سمات جزيئية مختلفة، مع اكتشاف خلايا مناعية فريدة في الجمجمة.
وكشف تحليل البروتين لعينات الجمجمة والعمود الفقري وعظام الحوض بعد الوفاة البشرية مرة أخرى عن المظهر الجزيئي الفريد للجمجمة. وتحتوي "كالفاريا"، التي تشكل جزءا من الجزء العلوي من الجمجمة، على الجينات والمستقبلات الخلوية الأكثر تعبيرا تفاضليا، والتي تتعلق في الغالب بالالتهاب.
ووجد الفريق أيضا أن كلا من جماجم الإنسان والفأر تحتوي على خلايا العدلات المتخصصة، وهي نوع من خلايا الدم البيضاء التي تلعب دورا مهما في الدفاع المناعي للجسم.
وباستخدام شكل من أشكال التصوير الوظيفي يسمى التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني (PET)، اكتشف الفريق تغيرات في الإشارات في الجمجمة التي تعكس إشارات الدماغ الأساسي لدى مرضى ألزهايمر والسكتة الدماغية. واكتشفوا أيضا زيادات في إشارات بروتين الترجمة الخاص بمرض معين (TPSO) في أجزاء مختلفة من الجمجمة في العديد من الأمراض العصبية.
ويعتقد العلماء أن اكتشافاتهم الجديدة حول الاستجابة المناعية للجمجمة تشير إلى أنه من الممكن اكتشاف التهاب الدماغ بأكثر من مجرد مسح لجمجمة المريض.
وخلص الفريق إلى أن "عرضنا التفصيلي لالتهاب الجمجمة في أمراض متنوعة لدى البشر يشير إلى أنه يمكن استخدامه لتشخيص أو مراقبة الأمراض في المستقبل، ولكن هناك حاجة لدراسات إكلينيكية مفصلة لاستكشاف فائدتها السريرية".
نُشرت الدراسة في مجلة Cell.
المصدر: ساينس ألرت
المصدر: RT Arabic
كلمات دلالية: كورونا البحوث الطبية الصحة العامة امراض بحوث یمکن أن
إقرأ أيضاً:
الدماغ البشري يتفوّق على الذكاء الاصطناعي في حالات عدّة
لا شك أن أنظمة الذكاء الاصطناعي قد حققت إنجازات مذهلة، بدءًا من إتقان الألعاب وكتابة النصوص وصولًا إلى توليد الصور ومقاطع الفيديو المقنعة.
وقد دفع ذلك البعض إلى الحديث عن إمكانية أن نكون على أعتاب الذكاء الاصطناعي العام (AGI)، وهو نظام ذكاء اصطناعي يمتلك قدرات معرفية شاملة تشبه قدرات الإنسان.
في حين أن بعض هذا الحديث ما هو إلا ضجة إعلامية، إلا أن عددًا كافيًا من الخبراء في هذا المجال يأخذون الفكرة على محمل الجد، مما يستدعي إلقاء نظرة فاحصة عليها.
تحديات تعريف الذكاء الاصطناعي العامتدور العديد من النقاشات حول مسألة كيفية تعريف الذكاء الاصطناعي العام، وهو أمر يبدو أن الخبراء في هذا المجال لا يتفقون عليه.
ويساهم هذا في ظهور تقديرات متباينة حول موعد ظهوره، تتراوح بين "إنه موجود عمليًا" إلى "لن نتمكن أبدًا من تحقيقه". وبالنظر إلى هذا التباين، يستحيل تقديم أي نوع من المنظور المستنير حول مدى قربنا من تحقيقه.
لكن لدينا مثال موجود على الذكاء العام بدون "الاصطناعي" - وهو الذكاء الذي يوفره دماغ الحيوان، وخاصة الدماغ البشري.
ومن الواضح أن الأنظمة التي يتم الترويج لها كدليل على أن الذكاء الاصطناعي العام قاب قوسين أو أدنى لا تعمل على الإطلاق مثل الدماغ. قد لا يكون هذا عيبًا قاتلًا، أو حتى عيبًا على الإطلاق. من الممكن تمامًا أن يكون هناك أكثر من طريقة للوصول إلى الذكاء، اعتمادًا على كيفية تعريفه.
لكن من المحتمل أن تكون بعض الاختلافات على الأقل مهمة من الناحية الوظيفية، وحقيقة أن الذكاء الاصطناعي يسلك مسارًا مختلفًا تمامًا عن المثال العملي الوحيد الذي لدينا من المرجح أن يكون ذا مغزى.
مع وضع كل ذلك في الاعتبار، دعونا نلقي نظرة على بعض الأشياء التي يقوم بها الدماغ والتي لا تستطيع أنظمة الذكاء الاصطناعي الحالية القيام بها.
أشارت أرييل جولدشتاين، الباحثة في الجامعة العبرية في القدس، إلى أن أنظمة الذكاء الاصطناعي الحالية "مجزأة" في قدراتها. فقد تكون جيدة بشكل مدهش في شيء ما، ثم سيئة بشكل مدهش في شيء آخر يبدو مرتبطًا به.
وأكدت عالمة الأعصاب كريستا بيكر من جامعة ولاية كارولينا الشمالية على هذه النقطة، مشيرة إلى أن البشر قادرون على تطبيق المنطق في مواقف جديدة دون الحاجة إلى إعادة تعلم كل شيء من الصفر.
ذكر ماريانو شاين، مهندس جوجل الذي تعاون مع جولدشتاين، أن أنظمة الذكاء الاصطناعي تفتقر إلى الذاكرة طويلة المدى والمخصصة للمهام، وهي القدرة على نشر المهارات المكتسبة في مهمة ما في سياقات مختلفة.
أشارت بيكر إلى وجود تحيز نحو تفضيل السلوكيات الشبيهة بالسلوك البشري، مثل الردود التي تبدو بشرية والتي تولدها نماذج اللغات الكبيرة.
في المقابل، يمكن لذبابة الفاكهة، بدماغها الذي يحتوي على أقل من 150 ألف خلية عصبية، دمج أنواع متعددة من المعلومات الحسية، والتحكم في أربعة أزواج من الأطراف، والتنقل في بيئات معقدة، وتلبية احتياجاتها من الطاقة، وإنتاج أجيال جديدة من الأدمغة، وأكثر من ذلك.
الاختلافات الرئيسية بين الدماغ البشري والذكاء الاصطناعيتستند معظم أنظمة الذكاء الاصطناعي الحالية، بما في ذلك جميع نماذج اللغات الكبيرة، على ما يسمى بالشبكات العصبية.
تم تصميم هذه الشبكات لتقليد كيفية عمل بعض مناطق الدماغ، مع وجود أعداد كبيرة من الخلايا العصبية الاصطناعية التي تأخذ مدخلات وتعدلها ثم تمرير المعلومات المعدلة إلى طبقة أخرى من الخلايا العصبية الاصطناعية. لكن هذا التقليد محدود للغاية.
فالخلايا العصبية الحقيقية متخصصة للغاية، وتستخدم مجموعة متنوعة من الناقلات العصبية وتتأثر بعوامل خارج الخلايا العصبية مثل الهرمونات. كما أنها تتواصل من خلال سلسلة من النبضات المتغيرة في التوقيت والشدة، مما يسمح بدرجة من الضوضاء غير الحتمية في الاتصالات.
تهدف الشبكات العصبية التي تم إنشاؤها حتى الآن هي إلى حد كبير أنظمة متخصصة تهدف إلى التعامل مع مهمة واحدة.
في المقابل، يحتوي الدماغ النموذجي على الكثير من الوحدات الوظيفية التي يمكنها العمل بالتوازي، وفي بعض الحالات دون أي نشاط تحكمي يحدث في مكان آخر في الدماغ.
تمتلك أنظمة الذكاء الاصطناعي الحالية عمومًا حالتين: التدريب والنشر. التدريب هو المكان الذي يتعلم فيه الذكاء الاصطناعي سلوكه؛ النشر هو المكان الذي يتم فيه استخدام هذا السلوك.
في المقابل، لا يحتوي الدماغ على حالات تعلم ونشاط منفصلة؛ إنه في كلا الوضعين باستمرار، بينما في كثير من الحالات، يتعلم الدماغ أثناء العمل.
بالنسبة للعديد من أنظمة الذكاء الاصطناعي، لا يمكن تمييز "الذاكرة" عن الموارد الحسابية التي تسمح لها بأداء مهمة والاتصالات التي تم تشكيلها أثناء التدريب. في المقابل، تمتلك الأنظمة البيولوجية عمرًا من الذكريات للاعتماد عليها.
القيود والتحدياتمن الصعب التفكير في الذكاء الاصطناعي دون إدراك الطاقة الهائلة والموارد الحسابية المستخدمة في تدريبه. لقد تطورت الأدمغة في ظل قيود هائلة على الطاقة وتستمر في العمل باستخدام طاقة أقل بكثير مما يمكن أن يوفره النظام الغذائي اليومي.
وقد أجبر هذا علم الأحياء على إيجاد طرق لتحسين موارده والاستفادة القصوى من تلك التي يخصصها لمهمة ما.
في المقابل، فإن قصة التطورات الحديثة في الذكاء الاصطناعي هي إلى حد كبير قصة رمي المزيد من الموارد عليها.
ويبدو أن خطط المستقبل (حتى الآن على الأقل) تشمل المزيد من هذا، بما في ذلك مجموعات بيانات تدريب أكبر وعدد أكبر من الخلايا العصبية الاصطناعية والوصلات بينها.
كل هذا يأتي في وقت تستخدم فيه أفضل أنظمة الذكاء الاصطناعي الحالية بالفعل ثلاثة أضعاف الخلايا العصبية التي نجدها في دماغ ذبابة الفاكهة وليس لديها أي مكان قريب من القدرات العامة للذبابة.
فريدة سيف النصر: الست لو عدت الـ 60 سنة من حقها تقلع الحجاب شرعًا