لأول مرة.. محاكاة حالة الدماغ في أثناء نوبة الصرع
تاريخ النشر: 23rd, April 2024 GMT
روسيا – قام فريق علمي بمشاركة متخصصين من ثلاث دول، وهي روسيا والهند وبلجيكا، لأول مرة بوضع نموذج رياضي لحالة الدماغ البشري أثناء نوبة الصرع.
وكما أفادت الخدمة الصحفية لبرنامج “أولويات 2030” التابع لوزارة التعليم والعلوم في روسيا، والذي يجري البحث في إطاره، فإن النتائج ستساعد في توسيع فهم المرض وستساهم في علاجه.
وأشارت الخدمة الصحفية إلى أن “ميزة النموذج تكمن في أنه يأخذ في الاعتبار اتصالات متعددة، بما في ذلك التفاعلات بين الخلايا العصبية وخلايا الدماغ المساعدة والخلايا الدبقية”.
وقد طور العلماء من جامعة “إيمانويل كانط ” البلطيقية الفيدرالية في كالينينغراد الروسية والمعهد الهندي للإحصاء في كالكوتا والجامعة الكاثوليكية البلجيكية في لوفين نموذجا يحاكي إنتاج نشاط الدماغ أثناء نوبة الصرع. وتكمن خصوصيته في أنه يفحص اتصالات متعددة، بما في ذلك التفاعلات بين الخلايا العصبية وخلايا الدماغ المساعدة والخلايا الدبقية.
وحسب العلماء، فإن إشارات الاتصال المثيرة والمثبطة بين الخلايا العصبية توازن بعضها البعض عندما يعمل الدماغ بشكل طبيعي. ومع ذلك، ففي حال حدوث اضطرابات مثل الصرع، تتشكل نبضات مثيرة في أجزاء مختلفة من الدماغ، مما يؤدي إلى تنشيط المزيد من الخلايا العصبية. ونتيجة لذلك، تصبح منطقة كاملة من الدماغ ذات نشاط مفرط، ويتعرض المريض لتشنجات. وحتى الآن، لم يتمكن العلماء من وصف عملية تطور هذه الحالة المرضية بشكل كامل.
وقد حصل الآن الباحثون على نموذج تشكل مكوناته شبكة تشبه شبكة الخلايا العصبية والخلايا الدبقية في الدماغ. وقد قام العلماء بإقامة الاتصال بين عناصر النموذج بحيث تنتشر الإشارات من خلاله بشكل تلقائي ومتزامن، ويعكس سلوك النموذج هذا نشاطا مفرط التزامن ينشأ خلال إصابة المريض بنوبة الصرع.
وقال ألكسندر كراموف كبير الباحثين في مركز البلطيق للتكنولوجيا العصبية والذكاء الاصطناعي لدى جامعة “كانط”:” نخطط في المستقبل لتحسين نموذجنا من خلال دراسة المواقف الأكثر واقعية من نمذجة الخلايا العصبية في الدماغ. ونحن مهتمون أيضا بدراسة التفاعلات الأكثر دقة بين خلايا الدماغ المختلفة لفهم العمليات التي تحدث في الدماغ المصاب بالصرع. ونأمل أن يكون نموذجنا موضع الاهتمام أثناء اختبار تأثير الأدوية المضادة للصرع المختلفة على الدماغ”.
يذكر أن نتائج البحث قد نشرت في مجلة Physical Review العلمية.
المصدر: تاس
المصدر: صحيفة المرصد الليبية
كلمات دلالية: الخلایا العصبیة
إقرأ أيضاً:
ثورة تكنولوجية.. ابتكار جهاز عصبي يحاكي عمل الدماغ البشري
طور مهندسون في جامعة RMIT الأسترالية جهازاً عصبياً صناعياً متقدماً قادرًا على محاكاة وظائف الدماغ البشري، حيث يستطيع التعرف على حركات اليد، تخزين الذكريات، ومعالجة البيانات المرئية في الوقت الفعلي، مما يعد نقلة نوعية في مجالات الروبوتات والمركبات ذاتية القيادة وأنظمة التفاعل البشري.
قاد البروفيسور سوميت واليا، رئيس مركز المواد والمستشعرات البصرية الإلكترونية، نتائج البحث التي نشرت في مجلة Advanced Materials Technologies، فريق البحث الذي استخدم مادة فائقة الرقة من ثنائي كبريتيد الموليبدينوم (MoS₂)، وهي مادة تلتقط الضوء وتحوله إلى إشارات كهربائية مشابهة لتلك التي تصدرها الخلايا العصبية في الدماغ. يعمل الجهاز بطريقة تشبه الدماغ، حيث يخزن الإشارات ويطلق نبضات عند تراكمها، مما يمكنه من الاستجابة الفورية للتغيرات المحيطة دون استهلاك كبير للطاقة أو وقت المعالجة.
وأوضح البروفيسور واليا أن الجهاز “يحاكي قدرة العين على التقاط الضوء وقدرة الدماغ على معالجة المعلومات البصرية، مما يجعله يشعر بالتغيرات البيئية فوراً ويكوّن ذكريات دون الحاجة إلى كم هائل من البيانات أو الطاقة.”
خضع الجهاز لاختبارات أظهر فيها دقة 75% في التعرف على الصور الثابتة بعد 15 دورة تدريب، و80% في المهام الديناميكية بعد 60 دورة، كما تمكن من اكتشاف حركة اليد عبر تقنية الإدراك الكنتوري، مما يقلل الحاجة لمعالجة كل إطار على حدة ويوفر الطاقة. هذه “الذكريات” المخزنة تجعله أقرب إلى طريقة عمل الدماغ البشري.
ويؤكد الباحثون أن لهذه الأنظمة العصبية الصناعية إمكانات كبيرة في تطوير تقنيات ذكية موفرة للطاقة، وقال أحد مؤلفي الدراسة، الحوراني، إن “التقنية تسمح للروبوتات بالتعرف على سلوك الإنسان بسرعة ودقة، وهو أمر بالغ الأهمية في البيئات الصناعية والمنزلية عند العمل بجانب البشر.”
وأشار واليا إلى أن “الجهاز يعمل بطريقة تماثلية تشبه الدماغ على عكس الأنظمة الرقمية التي تستهلك طاقة عالية لمعالجة البيانات، ما يجعله مثالياً لتنفيذ مهام في الوقت الحقيقي، خصوصًا في المركبات الذاتية القيادة حيث رد الفعل السريع أمر حاسم لإنقاذ الحياة.”
كما يتفوق الجهاز على الأنظمة السابقة التي تعتمد على الأشعة فوق البنفسجية، إذ يعمل في الطيف المرئي ويدعم إعادة ضبط الذاكرة لمهام جديدة، مما يفتح المجال أمام تطبيقات معقدة مثل الرؤية بالأشعة تحت الحمراء لمراقبة الانبعاثات والكشف عن السموم.
واختتم واليا بالقول: “نعتبر هذا العمل مكملًا للحوسبة التقليدية وليس بديلاً عنها، حيث تقدم التقنية العصبية ميزات في معالجة البيانات المرئية مع كفاءة طاقة ومعالجة فورية ضرورية.”
ضابط إسرائيلي: ليس واضحا عن أي نوع من النصر نتحدث