العلوم الصحيه المتقدمه...متجدد

[انجوانا]

روبوت صغير يحتضن القلب ليساعده في ضخ الدم

ابتكر باحثون من جامعة هارفارد والمؤسسات الأخرى المشاركة روبوتاً يقوم باحتضان القلب ليستمر في ضخ الدم. ويأتي هذا البحث رداً على عيوب الأجهزة التقليدية المساعِدة للبطين (VADs)، والتي تُخرج الدم من القلب قبل ضخه مرة أخرى في الشريان الأبهر أو الشريان الرئوي. وتتمثل المشكلة في أن هذه الأجهزة الاصطناعية تكون على تماس مباشر مع الدم، الأمر الذي يزيد من خطر حدوث جلطات الدم.

وقررت طالبة الدراسات العليا في جامعة هارفارد إلين روش مع المشرف عليها كونور والش صنع جهاز مماثل، باستثناء أن هذا الجهاز لا يكون أبداً بتماس مباشر مع الدم. وقاموا باستخدام الروبوتات اللينة - والتي تكون الآلات فيها مصنوعة من مواد مرنة - لتتلاءم مع النبضات المعقدة للقلب. ويعدّ هذا الجهاز السيليكوني عبارة عن غلاف أسطواني يحتوي على محركات تنقبض عند امتلائها بالهواء المضغوط.
فعندما يتم وضع الجهاز حول القلب، يمكن لهذه التقلصات أن تستخدم للحفاظ على ضخ الدم، ويمكن التحكم بحركة الجهاز عن طريق ضبط تدفق الهواء. وقالت روش لموقع IEEE Spectrum: "حتى مع تغير الحالة المرضية للمريض، فإنه يمكن تعديل مستوى المساعدة المقدمة من قبل الغلاف الأسطواني". وقد نُشر هذا البحث في مجلة Science Translational Medicine.

وقام الفريق باختبار ابتكاره على جثث الحيوانات، وعلى القلب الاصطناعي، بل وحتى على حيوان حيّ يعاني من فشل القلب. وعندما تم وصل الجهاز بالحيوان الحيّ، قام باستعادة تدفق الدم إلى المستوى الأساسي. وعلى الرغم من ضرورة إجراء المزيد من الاختبارات على الحيوانات أولاً، فإن الفريق يأمل بإجراء دراسة طويلة الأمد على الإنسان في المستقبل، فضلاً عن الأبحاث حول طريقة تقليل التهاب سطح القلب.

ويُذكر بأن أمراض القلب تكلف مليارات الدولارات بشكل عام وتؤثر على أكثر من 41 مليون شخص حول العالم. وتقوم الصناعات الطبية كل عام بتقديم خيارات جديدة محتملة للعلاج أو حتى الشفاء، ولكنها فشلت حتى الآن في التوصل إلى حل قاطع لهذه المشكلة. وفي حال كان هذا الابتكار ناجحاً على البشر، فبإمكانه إنقاذ حياة الملايين.
المصادر: Spectrum, New Atlas

[انجوانا]

تقدم جديد يتيح تصنيع «زرعاتٍ دماغية» متطورة

ينتج مشروع «داربا» لتصميم نظام الهندسة العصبية «رقاقة زرع» مرنةٍ وخفيفة الوزن وملائمة تستخدم في عملها البيانات المنتقلة لاسلكيًا، وتعد تلك التقنية مهمةً في دعم «الرباط العصبي» وواجهات «تفاعل الدماغ – الحاسوب» الأخرى.
تغير كبير لواجهات تفاعل الدماغ – الحاسوب

لا تصل زرعات الدماغ الحالية إلى المستوى التقني المطلوب، فهي أجهزة صرفة لواجهة «تفاعل الدماغ – الحاسوب» تُزرع في الدماغ بعملية باضعة، مع عدد قليل نسبيًا من الأقطاب الكهربائية يصل إلى 10 آلاف قطب متصل بالدماغ على الرغم من حجم الأجهزة الكبير. وعلى الرغم من فعالية تلك الأجهزة نسبيًا في تخفيف حدة الصرع ومرض باركنسون وبعض الأمراض العصبية التنكسية، إلا أن زيادة عدد الأقطاب الكهربائية المزروعة في الدماغ يسهم في رفع فعاليتها.

يحتاج العلماء إلى إنتاج جهاز زرع غير باضع على خلاف الطريقة المتبعة حاليًا ومزود بقنواتٍ تفاعلية أكثر لتحسين واجهة تفاعل الدماغ – الحاسوب، وتتضمن القنوات تفاعلاتٍ مباشرة مع القشرتين الدماغيتين السمعية والبصرية، إذ سيخلق ذلك النوع من الواجهات مدىً أوسع من نقاط الاتصال مع الدماغ ما يتيح للأنظمة الاصطناعية دعم وظائف الدماغ.

ويتضمن برنامج «تصميم نظام الهندسة العصبية» الذي تديره وزارة الدفاع الأمريكية - داربا إنتاج تلك الزرعات. ويقود البروفيسور «كين شيبارد» من جامعة كولومبيا الأمريكية الفريق الذي حصل مؤخرًا على منحة 15.8 مليون دولار أمريكي للأعوام الأربعة القادمة، ويهدف الفريق إلى اختراع جهاز الزرع المذكور لمساعدة الأشخاص الذين يعانون من ضعف السمع والإبصار والأمراض العصبية التنكسية، مستخدمًا كهربائيات من السيليكون المرن للوصول إلى هدفه، ويطمح الفريق إلى تطوير جهاز زرع مزود بمليون قناة ويسعى لتقديم طلب القبول والخضوع للاختبارات التنظيمية مع انتهاء مدة المنحة.
وقال شيبارد في مؤتمر صحفي «نحن محدودون بفترةٍ زمنيةٍ ضيقة،» وأضاف «نعتقد أن الطريقة الوحيدة لتحقيق هدفنا هي النهج الكهربائي الكامل الذي يتضمن مجموعات تسجيل سطح الدماغ الهائلة المزودة بأكثر من مليون قطب كهربائي والمصنعة كجهاز مفرد يستخدم دارةً وحيدةً ومتكاملةً مؤلفة من شبه موصل أكسيد الفلز المكمّل.»

الاتصال مع الدماغ

يرى شيبارد وفريقه أن استخدام هندسة الأقطاب الكهربائية على مستوى سطح الدماغ يسهم في تحديد نطاق الجهاز الملائم ودرجة تعقيده المطلوبة وإجراء المقاربة غير الباضعة وتحقيق تلك الشروط خلال الفترة الزمنية الضيقة المتفق عليها.

وعلى الرغم من وجود سوابق لاستخدام الاستثارة على مستوى سطح الدماغ وتسجيل النتائج في الممارسة السريرية، إلا أن أهداف البرنامج تتطلب تقدمًا ملحوظًا يتخطى تلك الواجهات.

وتُعد الرقاقات المزروعة المستخدمة في البحث فريدةً، فهي مرنة إلى درجة كافية لتمنع تضرر الدماغ وخفيفة الوزن وتتماشى بشدة مع سطح الدماغ، فالرقاقة لا تحتاج إلى اختراق النسيج الدماغي لأنها تستخدم البيانات المنتقلة لاسلكيًا، ولا ريب أن شركتا نورالينك لإيلون ماسك وكيرنيل لبرايان جونسون تحتاجان تقنيةً أساسيةً مثل هذه لاستكمال مسيرتهما التقنية المستقبلية.

وصرح شيبارد في المؤتمر الصحفي «استرعى الموضوع اهتمام شركاتٍ عديدة في القطاع الخاص مؤخرًا، مثل الشركتان الناشئتان نورالينك وكيرنل،» وأردف «إذا نجحنا، فسيتيح لنا حجم الجهاز الصغير ونطاقه الواسع الفرصة لإنتاج واجهات تفاعل تحولية مع الدماغ، منها تفاعلات مباشرة مع القشرة البصرية التي تعين المصابين بالعمى على تمييز أنماط معقدة بدقة غير مسبوقة.»

ولا شك أن إيلون ماسك وبرايان جونسون أدركا أن تلك التقنية ستتيح للبشر التأقلم مع الذكاء الاصطناعي.
المصادر: Newswise, DARPA

[انجوانا]

طوّر العلماء قلوبًا اصطناعيّة عديدة منذ مدّة ليست قصيرة. إلّا أنّ التصاميم الحاليّة لا تتمتّع بكفاءة عالية، ما يجعل دمجها في النسيج البشري صعبًا للغاية. ولحلّ هذه المشكلة قرّر باحثون من المعهد الفدرالي السويسري للتقنية في زيورخ محاكاة نسيج القلب البشري الطبيعي.

وبدلًا من استخدام أجزاء منفصلة لتركيب قلب اصطناعي، لجأ الفريق السويسري بقيادة الباحث نيكولاس كورز إلى تقنية الطباعة ثلاثيّة الأبعاد لطباعة قلب اصطناعي باستخدام مواد مرنة وليّنة. وشكّل الباحثون المكوّنات الأساسيّة في قالب واحد ليتيح لهم تصميم بنية داخليّة معقّدة تتقن آليّات الضخ وقابلة للاستثارة من خلال حجرات بطينية سليكونيّة. وتشبه هذه الطريقة في عملها تقلّصات القلب البشري الحقيقي.
وقال كورز في مؤتمر صحفي «هدفنا تطوير قلب اصطناعي بحجم قبضة اليد، ويتيح ذلك محاكاة القلب الطبيعي قدر الإمكان بما يتعلّق بالشكل والوظيفة.» ونجح القلب الاصطناعي في الاختبارات التي أجراها الفريق عليه، كضخ سوائل شبيهة بالدم في ضغط معادل لضغط الدم في جسم الإنسان. ونشر الفريق بحثهم في مجلة أرتيفشال أورجانز «الأعضاء الاصطناعيّة.»

ما زال التصميم حتّى الآن في مراحله الأوليّة، ما يعني أنّ أمامه وقتًا طويلًا قبل إدخاله في تطبيقات عمليّة. ولا تستطيع المواد المستخدمة في تصنيع القلب الاصطناعي الاستمرار لأكثر من نصف ساعة أو بضعة آلاف نبضة قلبية، ويختلف العمر الفعلي وفقًا لمعدل ضربات القلب لدى المريض. وسيبذل الباحثون قصارى جهدهم لحلّ هذه المشكلة مع تحسّن الموادّ الخام والتصاميم المقترحة. وعندما يكتمل تطوير القلب الاصطناعي بتصميم عملي، فإنّه قد يحسّن صحة نحو 26 مليون شخص يعاني من أمراض القلب حول العالم.
المصادر: The Guardian, Artificial Organs, ETH Zürich

[انجوانا]

تقنيات استرجاع الحواس أو تعزيزها باستخدام الحواسيب تتلقى دعمًا جديدًا

العلاج والتعزيز

تنجز وزارة الدفاع الأمريكية تقدمًا في عملها على واجهات الحاسوب الدماغية، بعد أن منحت وكالة بحوث المشاريع المتطورة الدفاعية «داربا» يوم الثلاثاء عقودًا لخمسة أفرقاء بحث، بالإضافة إلى شركة خاصة واحدة.

لاقت تقنية واجهة الدماغ الحاسوبية رواجًا منذ فترة، لكن العمل على تطوير قدراتها بدأ مؤخرًا. إذ كان الهدف الأساسي منها هو تحقيق أفضل تطوير لزراعة أجزاء عصبية اصطناعية، والذي يعد أيضًا أحد تصورات وكالة داربا لبرنامج تصميم نظام الهندسة العصبية، تهدف من خلاله إلى تطوير واجهات دماغية عالية الجودة لاستعادة الحواس البشرية وتعزيزها.

قال «فيليب ألفيلدو» مدير البرنامج في الإعلان الذي نُشر على موقع «ذا سينجيولاريتي أرشيف» «يتطلع برنامج تصميم نظام الهندسة العصبية إلى مستقبل تتوفر فيه أجهزة عصبية متقدمة، ذات دقة وجودة وواجهات حساسة للتطبيقات العلاجية. وستتخصص أربعة من أصل ستة عقود في تعزيز البصر، وسيركز العقدان الأخيران على النطق والسمع.»

أعلنت وكالة داربا في العام 2016، أن برنامج تصميم نظام الهندسة العصبية سيطور أنظمة واجهات عصبية تعزز التواصل بين الدماغ والعالم الرقمي، بتحويل الإشارات الكهروكيميائية في الدماغ إلى تلك البتات الثنائية من الأصفار والواحدات المستخدمة في الحواسيب. ويعتقد «بريان جونسون» مؤسس شركة «برينتري» بإمكانية ابتكار تشفير عصبي قابل للبرمجة من خلال هذه الأنظمة.

ستساعد هذه الأنظمة في علاج الأشخاص الذين يعانون من إعاقات حسية بإدخال الحواس المختلفة كإشارات رقمية مباشرة إلى أدمغتهم، وتعززها أيضًا. إن الإمكانيات التي أظهرتها أنظمة الواجهات العصبية شجعت شركات عديدة -مثل شركة نيورالينك التي أسسها إيلون ماسك- إلى النظر إلى واجهة الدماغ الحاسوبية على أنها الطريق لمجاراة تطور الأجهزة الذكية. ولا ريب أن قدرة تقنية واجهات الدماغ الحاسوبية على دمج الدماغ البشري مع الآلة أدت إلى نشوء مجال يدعى «نيورورياليتي» والذي يشير إلى الواقع الذي تحكمه التقنيات التي تتفاعل مباشرة مع دماغ الإنسان.

جعلت وكالة داربا الأولوية لمساعدة أولئك الذين يعانون من اعتلالات حسية، إذ قال ألفيلدا، «إذا نجحنا في توصيل إشارات حسية معززة مباشرة إلى الدماغ، فسيبدأ برنامج تصميم نظام الهندسة العصبية بوضع أسس واسعة للعلاجات العصبية الجديدة. وعلى الرغم من أن العديد من التحديات التقنية المهمة ما زالت أمامنا، إلا أن الأفرقاء التي جمعناها وضعت خططًا دقيقة لتقديم إنجازات في تخصصات متعددة ودمج هذه الجهود في نظم تقدم حلًا كاملًا.»
المصادر: Singularity Archive, DARPA

اعتذر عن تأخري في الرد على الموضوع الرائع والمعلومات العلمية الطبية القيمة
شكرا لك على مجهودك الواضح بارك الله فيك

[انجوانا]

تقنيات استرجاع الحواس أو تعزيزها باستخدام الحواسيب تتلقى دعمًا جديدًا

منح قسم البحوث في وزارة الدفاع الأمريكية «داربا» عقودًا لستة فرق تعمل على تطوير تقنية واجهة حاسوب دماغية متطورة، والهدف من هذا التعاون وفقًا لوكالة داربا هو إعادة الحواس وتعزيزها لأصحاب الهمم.
العلاج والتعزيز

تنجز وزارة الدفاع الأمريكية تقدمًا في عملها على واجهات الحاسوب الدماغية، بعد أن منحت وكالة بحوث المشاريع المتطورة الدفاعية «داربا» يوم الثلاثاء عقودًا لخمسة فرق بحث، بالإضافة إلى شركة خاصة واحدة.

لاقت تقنية واجهة الدماغ الحاسوبية رواجًا منذ فترة، لكن العمل على تطوير قدراتها بدأ مؤخرًا. إذ كان الهدف الأساسي منها هو تحقيق أفضل تطوير لزراعة أجزاء عصبية اصطناعية، والذي يعد أيضًا أحد تصورات وكالة داربا لبرنامج تصميم نظام الهندسة العصبية، تهدف من خلاله إلى تطوير واجهات دماغية عالية الجودة لاستعادة الحواس البشرية وتعزيزها.

قال «فيليب ألفيلدو» مدير البرنامج في الإعلان الذي نُشر على موقع «ذا سينجيولاريتي أرشيف» «يتطلع برنامج تصميم نظام الهندسة العصبية إلى مستقبل تتوفر فيه أجهزة عصبية متقدمة، ذات دقة وجودة وواجهات حساسة للتطبيقات العلاجية. وستتخصص أربعة من أصل ستة عقود في تعزيز البصر، وسيركز العقدان الأخيران على النطق والسمع.»

أعلنت وكالة داربا في العام 2016، أن برنامج تصميم نظام الهندسة العصبية سيطور أنظمة واجهات عصبية تعزز التواصل بين الدماغ والعالم الرقمي، بتحويل الإشارات الكهروكيميائية في الدماغ إلى تلك البتات الثنائية من الأصفار والواحدات المستخدمة في الحواسيب. ويعتقد «بريان جونسون» مؤسس شركة «برينتري» بإمكانية ابتكار تشفير عصبي قابل للبرمجة من خلال هذه الأنظمة.

ستساعد هذه الأنظمة في علاج الأشخاص الذين يعانون من إعاقات حسية بإدخال الحواس المختلفة كإشارات رقمية مباشرة إلى أدمغتهم، وتعززها أيضًا. إن الإمكانيات التي أظهرتها أنظمة الواجهات العصبية شجعت شركات عديدة -مثل شركة نيورالينك التي أسسها إيلون ماسك- إلى النظر إلى واجهة الدماغ الحاسوبية على أنها الطريق لمجاراة تطور الأجهزة الذكية. ولا ريب أن قدرة تقنية واجهات الدماغ الحاسوبية على دمج الدماغ البشري مع الآلة أدت إلى نشوء مجال يدعى «نيورورياليتي» والذي يشير إلى الواقع الذي تحكمه التقنيات التي تتفاعل مباشرة مع دماغ الإنسان.

جعلت وكالة داربا الأولوية لمساعدة أولئك الذين يعانون من اعتلالات حسية، إذ قال ألفيلدا، «إذا نجحنا في توصيل إشارات حسية معززة مباشرة إلى الدماغ، فسيبدأ برنامج تصميم نظام الهندسة العصبية بوضع أسس واسعة للعلاجات العصبية الجديدة. وعلى الرغم من أن العديد من التحديات التقنية المهمة ما زالت أمامنا، إلا أن الأفرقاء التي جمعناها وضعت خططًا دقيقة لتقديم إنجازات في تخصصات متعددة ودمج هذه الجهود في نظم تقدم حلًا كاملًا.»
المصادر: Singularity Archive, DARPA

[انجوانا]

البحرية الأمريكية تُطوِّر أطرافًا اصطناعية ذكية


خطوة إلى الأمام

أعلن «مكتب البحوث البحرية» الأمريكيّ عن تَخطِيطه لمشاركة «مركز والتر رِيد الطبّيّ العسكريّ الوطنيّ» و«معمل البحوث البحرية» وعدة جامعات في تطوير نوع جديد ذكيّ من السيقان الاصطناعية؛ ومن المتوقع أن تكُون هذه السيقان أَرْيَح وأن تساعِد مستخدميها على الوقاية من خطر الخَمْج.

يَهدُف مشروع «الأطراف الاصطناعية المُراقِبة المُدمَجة في العَظْم» إلى زرع غَرْسة من التيتانيوم في عَظْمة فخذ المُتلقِّي، لِيَنمو العَظْم حول الغَرسة ويحيط بها حتى لا يَبرُز منه إلا الجزء المعدنيّ الصغير الذي يُوصِّل الغَرْسة بالساق الاصطناعية
يُتيح هذا المُوصِّل حرية تركيب الساق الاصطناعية وفصْلها في أي وقت، ومن مميزاته أنه يقلل نسبة الإصابة بالخَمْج إلى حد كبير، وذلك بسبب الكيفية التي يَبرز بها من الفخذ، بالإضافة إلى أن مُصمِّمِي الساق وضعوا مشكلة الخَمْج هذه في اعتبارهم أثناء التصميم، فجهزوا الساق بوسائل مراقَبة تساعد على تفاديها.

فَفِي الجزء المتبقي من طَرَف المُتلقِّي سيُوضَع مع الغَرْسة حَسَّاس يتوافق بيولوجيًّا مع أنسجة الطَّرَف، وسيتكفَّل هذا الحسَّاس -بالاشتراك حسَّاس آخر مُدمَج في الطرَف الاصطناعي- بِمُراقبة درجة حرارة الجسد وتَوازُن حموضته، وهما مؤشران مُهمّان يساعدان على سرعة التَّنبُّه إلى إصابات الخَمْج إن وُجِدَت؛ وفوق ذلك سيُراقِب الحسَّاس اندماج الغَرسة في العَظم ويقدِّر كفاءة الساق الاصطناعية بِناءً على مشية مُستخدِمها.

قال الدكتور جيروم لينش -أستاذ الهندسة بجامعة ميشيجان، والمُشرِف على تطوير مصفوفة الحسَّاسات- في بيان صحفيّ: من أهمّ تطبيقات هذه التقنية تَعريف الأطباء بالموعد المناسب لتركيب الطرَف الاصطناعي بأمان بعد العملية الجراحية، ثم مساعدتهم على تحديد أَنْسب موعد لإجراء العلاج الطبيعيّ للمصاب بعد تلقِّيه الطرَف الاصطناعي الجديد.

مسيرة التقدُّم

عادةً ما يكُون في السيقان الاصطناعية التقليدية تجويف يُدخَل فيه الجزء المتبقي من طَرَف مُستخدِمها، ومن عيوب هذه السيقان أن حافَات التجويف تَضغَط على أنسجة الطَّرَف الليِّنة، فتُسبب لمستخدِمها تعبًا وإرهاقًا، وحتى قُروحًا وبثورًا وخَمْجًا؛ وفوق ذلك يَحتاج كثير من مستخدميها إلى متخصِّص ليُركِّبها لهم بصورة دورية منتظمة.
أما هذا السيقان الاصطناعية ذاتية المُراقَبة فتَحُلّ كل تلك المشكلات، وتساعد مستخدِميها على المشي بصورة أكثر طبيعيةً من السيقان الاصطناعية التقليدية، لأنها أَرْيَح منها بكثير.

أعدّ فريق المشروع نموذجًا أوليًّا لمصفوفة الحسَّاسات، وأثبتَت التجارُب المَعمَليّة نجاحها، ومن المتوقع صُنع نموذج مُعدَّل من هذه الساق وتجهيزه للاختبارات السريرية المُخطَّطة للعام 2018.
المصادر: Phys.org, MOIP

[rosa_63]

[Rahfffff]

السلام عليكم ورحمة الله وبركاته