أول لسان اصطناعي في العالم.. يتذوق ويتعلم مثل البشر
تاريخ النشر: 16th, August 2025 GMT
#سواليف
نجح فريق من #العلماء في #ابتكار #أول #لسان_اصطناعي قادر على استشعار وتمييز النكهات في البيئات السائلة، في محاكاة دقيقة لآلية عمل براعم التذوق لدى الإنسان.
ووفق ما جاء في دراسة نُشرت في مجلة PNAS، يفتح هذا الابتكار آفاقاً واسعة لتطوير أنظمة آلية متقدمة لمراقبة سلامة الغذاء والكشف المبكر عن الأمراض عبر التحليل الكيمياوي، كما يمكن دمجه في معدات المختبرات لتحليل العينات السائلة، ويمثل خطوة مهمة نحو الحوسبة العصبية، أي أنظمة الذكاء الاصطناعي التي تحاكي آلية التعلم في الدماغ البشري.
التعرف على أربع نكهات
يعتمد هذا اللسان الاصطناعي على أغشية فائقة الرقة من أكسيد الغرافين، وهي صفائح كربونية تعمل كمرشحات جزيئية للنسخ الأيونية من النكهات.
وعلى عكس المرشحات التقليدية التي تفصل الجسيمات الكبيرة، تقوم هذه الأغشية بإبطاء حركة الأيونات، ما يمنح الجهاز القدرة على التعرف على النكهات وتخزينها في ذاكرته بعد تعرضه لها.
وفي التجارب، تمكن الجهاز من التعرف على أربع نكهات أساسية هي الحلو والحامض والمالح والمر بدقة تراوحت بين 72.5% و87.5%، كما وصلت الدقة إلى 96% عند اختبار مشروبات متعددة النكهات مثل القهوة وكوكاكولا، إذ تسهّل بنيتها الكيمياوية المعقدة عملية التمييز بالنسبة للنظام.
الاستشعار ومعالجة المعلومات
وتعد هذه المرة الأولى التي يتم فيها دمج خاصيتي الاستشعار ومعالجة المعلومات في وسط سائل واحد، إذ كانت أنظمة التذوق السابقة تعتمد على حواسيب خارجية لمعالجة البيانات، بينما يتعطل معظم المكوّنات الإلكترونية عند غمرها في السوائل، ما كان يفرض فصل وظائف الاستشعار عن المعالجة.
وقد تجاوز الابتكار الجديد هذه العقبة باستخدام أغشية أكسيد الغرافين القادرة على أداء الوظيفتين وهي مغمورة في السائل.
وتقوم آلية العمل على إذابة المركبات الكيمياوية في السائل، حيث تتحلل إلى أيونات تمر عبر قنوات مجهرية داخل صفائح الكربون، أصغر آلاف المرات من سمك شعرة الإنسان.
هذه القنوات تخلق أنماطاً أيونية مميزة لكل نكهة، ويتعلم النظام هذه الأنماط تدريجياً مع تكرار الاستخدام، فيتحسن أداؤه في تمييز النكهات تماماً كما يتعلم الدماغ البشري التفرقة بين المذاقات المتشابهة.
الكشف المبكر عن الأمراض
وأكد الباحثون أن هذه التقنية تحمل إمكانات واسعة، بدءاً من الكشف المبكر عن الأمراض عبر تحليل النكهات البيوكيمياوية، وصولاً إلى تحديد تأثيرات الأدوية، ومساعدة المرضى الذين فقدوا حاسة التذوق بسبب اضطرابات عصبية أو سكتات دماغية.
كما يمكن توظيفها في تعزيز اختبارات سلامة الغذاء وضبط الجودة في صناعة المشروبات، ومراقبة جودة المياه عبر التعرف على النكهات الكيمياوية المميزة.
وقال يونغ يان، أستاذ الكيمياء في المركز الوطني لعلوم وتكنولوجيا النانو بالصين وأحد مؤلفي الدراسة، إن هذا الاكتشاف يقدم نموذجاً جديداً لتصميم أجهزة أيونية مستوحاة من الطبيعة، قادرة على العمل في البيئات السائلة واستشعار محيطها ومعالجة المعلومات في آن واحد، تماماً كما يفعل الجهاز العصبي البشري.
المصدر: سواليف
كلمات دلالية: سواليف العلماء ابتكار أول التعرف على
إقرأ أيضاً:
نجاح باهر.. لقاح جديد قد يحمي البشر من الحساسية المفرطة
نجح فريق من الباحثين بقيادة معهد باستور بجامعة باريس في تطوير لقاح واعد قادر على حماية الفئران من الحساسية المفرطة، دون أن يظهر أي تأثيرات جانبية سلبية خلال عام كامل من المراقبة.
ويستهدف اللقاح الجديد، الذي يُعرف باسم IgE-K، الجلوبولين المناعي E، وهو البروتين المسؤول عن ردود الفعل التحسسية الشديدة، بما في ذلك الصدمات التحسسية المرتبطة بالطعام والأدوية.
وفقًا لموقع Medical Xpress، تعتبر الحساسية المفرطة من المشكلات الصحية الخطيرة التي قد تهدد حياة المرضى، ويُعد الجلوبولين المناعي IgE المسبب الرئيس لهذه الحالة، ما يجعل تطوير لقاح قادر على التحكم فيه خطوة علمية مهمة نحو الحد من المخاطر الصحية المرتبطة به.
تفاصيل التجربة العلميةنشرت نتائج الدراسة في مجلة Science Translational Medicine، حيث صُمم اللقاح لتحفيز إنتاج أجسام مضادة قادرة على محاصرة الجلوبولين المناعي الحر، وإدخاله في حالة مغلقة تمنعه من التسبب في الصدمات التحسسية؛ وقد استُخدمت فئران مؤنسنة لإنتاج أجسام مضادة ضد الجلوبولين المناعي البشري، وأظهرت التجارب قدرة اللقاح على منع التفاعل الضار الذي يؤدي عادةً إلى الأعراض التحسسية.
وأوضحت النتائج أن اللقاح IgE-K ولد استجابة مناعية طويلة الأمد، حيث أظهرت الفئران انخفاضًا ملحوظًا في التسرب وتحلل الخلايا البدينة خلال اختبار رد الفعل الجلدي الموضعي، مما يقلل إطلاق الهيستامين والإنزيمات في الجلد مقارنة بالحيوانات غير الملقحة.
نتائج واعدة لحساسية الفول السودانيكما أظهرت التجارب على الفئران المصابة بحساسية الفول السوداني أن اللقاح يقلل بشكل كبير من علامات الحساسية المفرطة، حتى بعد تعريضها لجرعات عالية من مضادات IgE متعددة النسائل. وتشير هذه النتائج إلى أن اللقاح قادر على السيطرة على الحساسية المفرطة الناتجة عن الجلوبولين المناعي البشري، وتكوين مستودعات طويلة الأمد للأجسام المضادة التي تعزز الحماية.
وأظهرت الفئران الملقحة أن الخلايا البدينة استمرت في العمل بكفاءة، مما يعكس قدرة اللقاح على تعزيز الاستجابة المناعية الطبيعية دون التسبب في آثار جانبية ضارة.
الخطوة التالية والتطبيق المحتمل للبشريقترح الباحثون في المرحلة القادمة اختبار اللقاح في نموذج عدوى طفيلية متعددة الخلايا للتأكد من فعاليته في سيناريوهات مختلفة، بما في ذلك الحالات التي تشارك فيها كل من IgE والخلايا البدينة.
وتُعتبر النتائج الحالية واعدة للغاية، إذ يقدم IgE-K نموذجًا علاجيًا جذابًا لمكافحة الحساسية المفرطة، مع إمكانية التوسع لتطبيقه على البشر مستقبلًا إذا تم ترجمة النتائج التجريبية بنجاح.
ويشير الباحثون إلى أن القمع الفعال للتحسس المفرط في غياب أي آثار سلبية يجعل من هذا اللقاح خطوة علمية واعدة نحو تطوير علاجات جديدة للأشخاص الذين يعانون من الحساسية الشديدة، أو أولئك الذين يواجهون مخاطر الصدمات التحسسية المهددة للحياة.
من عالم العقارات إلى الدبلوماسية الفظة.. كيف انعكست النزعة الفوقية في هفوات خطاب توم براك؟