ابتكار حبر سائل لقياس الدماغ يساعد على تشخيص الأمراض العصبية
تاريخ النشر: 4th, December 2024 GMT
في خطوة مبتكرة في مجال تشخيص الأمراض العصبية تمكن علماء لأول مرة من اختراع حبر سائل يمكن للأطباء صبغ فروة رأس المريض به لقياس نشاط الدماغ.
وعرضت هذه التقنية المبتكرة الإثنين في مجلة "سيل بيوماتريالز"، حيث قدمت بديلا واعدا للطرق التقليدية المستخدمة في مراقبة موجات الدماغ، مثل تخطيط الدماغ الكهربائي (EEG) الذي يتطلب عادة عملية معقدة وغير مريحة.
يقول نانشو لو، أستاذ في جامعة تكساس في أوستن، إن هذه التقنية تعد تقدما كبيرا في تصميم أجهزة الاستشعار والمواد القابلة للتوافق الحيوي، فضلا عن الطباعة عالية السرعة التي تجعل من الممكن إنتاج أجهزة استشعار إلكترونية قابلة للتطبيق على الجسم، مع تطبيقات واسعة في المجالين السريري وغير السريري.
وتعتبر أداة تخطيط الدماغ الكهربائي (EEG) من الأدوات الأساسية لتشخيص أمراض عصبية، مثل النوبات والأورام الدماغية والصرع والإصابات، لكن الطريقة التقليدية تتطلب وقتا طويلا وتسبب إزعاجا للمرضى بسبب وضع الأقطاب الكهربائية على الرأس، وهو ما يمكن أن يستغرق ساعات من الجلوس.
وعمل لو وفريقه على تطوير تكنولوجيا "الوشوم الإلكترونية"، وهي مستشعرات صغيرة تطبع على الجلد لقياس النشاط الجسماني.
وفي حين كانت هذه التقنية فعالة على الجلد الخالي من الشعر، مثل الصدر أو العضلات، فإن تحديا كبيرا كان يتمثل في تطبيقها على مناطق ذات شعر مثل فروة الرأس.
ولتجاوز هذا التحدي، ابتكر الفريق حبرا سائلا مصنوعا من بوليمرات موصلة، يمكنه التدفق عبر الشعر ليصل إلى فروة الرأس، وبعد أن يجف يعمل كجهاز استشعار رقيق يلتقط إشارات الدماغ من خلال فروة الرأس.
وباستخدام خوارزميات حاسوبية، يمكن للباحثين تحديد أماكن أقطاب (EEG)، ثم يستخدمون طابعة رقمية لرش طبقة رقيقة من الحبر على هذه النقاط، مما يجعل العملية أسرع وأكثر راحة للمريض.
في تجربة مع 5 مشاركين من ذوي الشعر القصير، طبع الفريق أقطاب الوشوم الإلكترونية على رؤوسهم، مع تثبيت أقطاب (EEG) التقليدية على نفس الرأس للمقارنة.
وأظهرت النتائج أن أقطاب الوشوم الإلكترونية كانت فعالة في اكتشاف موجات الدماغ مع أقل قدر من الضوضاء، مما يوفر دقة أعلى مقارنة بالأقطاب التقليدية التي تفشل بعد عدة ساعات من الاستخدام.
وتواصل التقنية التقدم بفضل التعديلات التي أُجريت على صيغة الحبر، حيث قام الفريق بطباعة خطوط توشيح تمتد من الأقطاب إلى قاعدة الرأس لتحل محل الأسلاك الطويلة المستخدمة في تخطيط الدماغ التقليدي. ويخطط الفريق في المستقبل لتضمين أجهزة إرسال بيانات لاسلكية داخل التوشيحات الإلكترونية، مما سيتيح إجراء اختبار EEG لاسلكي بالكامل.
وفيما يتعلق بتطبيقات أخرى، أشار خوسيه ميّان، أحد مؤلفي الدراسة من جامعة تكساس، إلى أن هذه التقنية يمكن أن تُحدث ثورة في تصميم أجهزة واجهة الدماغ-الكمبيوتر.
فبدلاً من الأجهزة الكبيرة التي يصعب استخدامها، يمكن للطباعة المباشرة على رأس المريض أن توفر واجهات أكثر سهولة وراحة، مما يفتح المجال لتطبيقات جديدة مثل التحكم في الأجهزة الخارجية باستخدام نشاط الدماغ.
يمثل هذا الاختراع خطوة مهمة نحو تحسين دقة وراحة مراقبة نشاط الدماغ. تقنيات الحبر السائل وواجهات الدماغ-الكمبيوتر غير الجراحية تقدم آفاقًا جديدة في التشخيص والعلاج العصبي، مع تعزيز إمكانية تطبيق هذه التكنولوجيا في الحياة اليومية للمرضى.
المصدر: بوابة الوفد
كلمات دلالية: نشاط الدماغ الأمراض العصبية موجات الدماغ جامعة تكساس أوستن الأورام الدماغية هذه التقنیة
إقرأ أيضاً:
ابتكار عالمي.. جامعة حلوان تمثّل مصر في مسابقة دولية بخلطة خرسانية صديقة للبيئة
في خطوة تعكس اهتمام جامعة حلوان العميق بدعم طلابها المتميزين ورعاية العقول الواعدة، شارك فريق طلابي من كلية الهندسة بالمطرية في مسابقة عالمية نظمها معهد الخرسانة الأمريكي American Concrete Institute بولاية ميشيغان الأمريكية، حيث قدم الفريق مشروعًا علميًا متطورًا يواكب متطلبات الاستدامة البيئية العالمية، ويؤكد قدرة العقول المصرية الشابة على الابتكار والمنافسة دوليًا. تأتي هذه المشاركة تحت رعاية الدكتور السيد قنديل، رئيس جامعة حلوان، الدكتور عمرو عبد الهادي، عميد كلية هندسة المطرية، وإشراف الدكتورة نهى نبيل وكيل الكلية للدراسات العليا والبحوث.
تمثلت مشاركة طلاب الفرقة الثالثة بقسم الهندسة المدنية في مسابقة Eco-Concrete 2025، حيث طُلب من الفرق الطلابية تقديم خلطات خرسانية صديقة للبيئة تعتمد على استبدال جزء كبير من الأسمنت بمواد بديلة من مخلفات المصانع، مع الحفاظ على المتانة والقوة الإنشائية. وفي إطار الاستعداد للمسابقة، خاض الفريق تجربة عملية مكثفة امتدت لأكثر من شهرين، شملت زيارات ميدانية لمحطات إنتاج الكهرباء بالفحم ومصانع الأسمنت والحديد، من أجل جمع العينات ودراسة الخصائص الكيميائية والفيزيائية لمخلفات الإنتاج الصناعي.
وبعد سلسلة من التجارب المعملية الدقيقة داخل معامل كلية هندسة المطرية، نجح الفريق في تطوير خلطة خرسانية جديدة تم فيها استبدال 40% من الأسمنت بمزيج من التراب المتطاير (Fly Ash) وخبث الأفران (Iron Blast Furnace Slag)، وهما من المخلفات الصناعية الضارة بيئيًا، بالإضافة إلى نسبة صغيرة من أبخرة السيليكا (Silica Fumes). وقد أظهرت نتائج الاختبارات أن الخلطة الجديدة لا تقل في قوتها عن الخرسانة التقليدية على المدى القريب، وتتفوق عليها من حيث المتانة والمقاومة على المدى البعيد، خاصة في البيئات الرطبة والساحلية، مما يجعلها بديلًا مثاليًا ومستدامًا في مشاريع البنية التحتية.
وأكد الدكتور السيد قنديل، رئيس جامعة حلوان، الذي يضع دعم الطلاب المبتكرين على رأس أولوياته، ويؤمن أن الاستثمار في العقول الشابة هو السبيل الحقيقي لمستقبل أفضل، أن ما قدمه طلاب هندسة المطرية هو نموذج حقيقي للطلاب الموهوبين، موضحا أن الجامعة تسعى بقوة لتعزيز ثقافة الابتكار داخل كلياتها، وتوفير كل الإمكانات التي تسمح بتحويل البحث العلمي من مجرد معرفة نظرية إلى تطبيق فعلي يخدم المجتمع والبيئة، ويضع مصر في مكانة متقدمة على خريطة التعليم العالي والبحث العلمي.
ومن جانبه أعرب الدكتور عمرو عبد الهادي، عميد كلية هندسة المطرية، عن فخره الكبير بما أنجزه طلاب الكلية، موضحًا أن المشروع يعكس تميزهم العلمي وقدرتهم على مواجهة التحديات البيئية من خلال حلول هندسية ذكية ومستدامة. وأضاف أن الكلية حريصة على دمج الطلاب في المشاريع الدولية وتوفير البيئة الأكاديمية التي تدعم التفكير النقدي، والعمل الجماعي، والتطبيق العملي للمقررات الهندسية، وهو ما ظهر بوضوح في هذا الإنجاز المميز.
وتجدر الإشارة إلى أن المشروع يقوده الطالب أحمد مختار، إلى جانب فريق مكون من ستة طلاب، وتحت إشراف علمي من الدكتورة مروة النجار، والدكتور وليد توحيد، والدكتور عوض الهاشمي، حيث قدم الفريق دراسة مفصلة أوضحت أن تعميم استخدام هذه الخلطة الخرسانية المستدامة يمكن أن يوفر ما يقارب 12 مليار جنيه مصري سنويًا، من خلال تقليل إنتاج الأسمنت، فضلًا عن تقليل التلوث البيئي وتعزيز ثقافة إعادة التدوير. ويأتي ذلك تماشيًا مع أهداف مؤتمر المناخ ورؤية مصر 2030 وتوجيهات القيادة السياسية نحو تحقيق التنمية المستدامة.
يُذكر أن الفريق قد وجّه شكره العميق لإدارة الجامعة والكلية على الدعم الأكاديمي واللوجستي الكبير، وعلى إتاحة استخدام المعامل والمنشآت البحثية، مما ساهم بشكل مباشر في الوصول إلى هذا المستوى المتميز من العمل والابتكار.
اقرأ أيضاًجامعة حلوان تستقبل وفد البورد العربي للتمريض لدعم تطوير المهنة إقليميًا
رئيس جامعة حلوان يترأس لجان تقييم برنامج «المرأة تقود للتنفيذيات» لتمكين القيادات النسائية
جامعة حلوان تطلق قافلة طبية متكاملة بمركز شباب عرب كفر العلو بحلوان
برلماني يطالب بإجراء تعديل تشريعي شامل في قانون الضريبة على العقارات المبنية