جسم صناعي يحاكي الأنف البشري لتشخيص الأمراض

تصميم جسم صناعي يحاكي الأنف البشري
محيط – سهير عثمان
أوشك علماء أمريكيون علي الانتهاء من تصميم جسم صناعي يمكنه محاكاة عمل الأنف البشري ، مشيرين إلي أن هذا الاختراع الجديد يمكن استخدامه في تشخيص أمراض مثل سرطان المثانة والجلد والرئتين، وهي أمراض تصدر عنها جزيئات ذات رائحة معينة يمكن رصدها.
وقد نجح العلماء – وفقا لشبكةBBC البريطانية - في التغلب على أكبر مشكلة كانت تواجههم وهي تتعلق بإنتاج كميات كبيرة من جهاز تدخل في صناعته مواد بروتينية يطلقون عليها "المستقبلات الشمية".
ويؤكد الباحثون أن الأنف البشري يحتوي على ملايين من هذه المستقبلات أو الجزيئات الدقيقة، وإن التكنولوجيا التي طوروها يمكن أن تمكن ذات يوم، من القضاء على أنواع معينة من أمراض السرطان تصدر عنها روائح كيميائية محددة.
ويعمل كثير من الباحثين في مختلف البلدان من أجل التوصل إلى جسم صناعي يحاكي الأنف البشري يمكنه التقاط رائحة الجزيئات الدقيقة ، ولكن إذا كان الكثير من العلماء يعتمدون على مستقبلات شمية مصنوعة من مواد صناعية، فإن العلماء الامريكيين يحاولون التوصل إلى صنع جسم يشبه الأنف البشري في مكوناته.
والمعروف أن الأنف البشري يستطيع التقاط مركبات من جزيئات دقيقة للغاية يتمكن المخ بعد ذلك من تفسيرها ومنح الاحساس برائحتها.
ويحتوي الأنف البشري على حوالي 300 نوع من المستقبلات الشمية توجد في الخلايا التي تحتوي عليها الأغشية المبطنة لتجويف الأنف.
وكانت التجارب التي أجريت في الماضي للتوصل إلى صنع أعداد كبيرة من المستقبلات الاصطناعية قد فشلت، فقد كانت تتحطم ببساطة في حالة خروجها من البيئة المحددة التي تحيط بالأغشية المخاطية المبطنة للأنف وعند تعريضها للرطوبة ، إلا أن فريق الأبحاث الأمريكي بقيادة الدكتور ليسولوت قيصر تمكن من صنع محلول يحميها خلال عملية الإنتاج.
وبعد ذلك أجرى الفريق تجارب أثبتت أن البروتينات المصنعة لاتزال تملك القدرة على الالتصاق بالجزئ المراد رصده.

محاولات سابقة .. ولكن إلكترونية

وكانت المحاولات التي سبقت هذه التجربة انحصرت فقط في إطار إلكتروني بعيد تماما عن المحاكاة الطبيعية ، ومن ضمن هذه المحاولات ما كشف عنه باحثون بريطانيون في جامعة مانشستر في بريطانيا، مطلع العام الماضي، عن اختراع جهازٍ يكشف عن وجود الروائح الكريهة عن بعد، كما يمكنه كشف رائحة الغاز المتسرب.

الانف الالكتروني وسيلة لكشف المتفجرات
ويأتي هذا الاختراع ليلبي حاجة الكثير من الشركات، وخصوصاً تلك التي تعمل في مجال تكرير النفايات، والتي تعاني من انبعاث الروائح الكريهة في محيطها. وسيكون هذا "الأنف الإلكتروني"، إن جازت تسميته، أول جهاز يكشف وجود الروائح الكريهة والغازات، حتى عند وجودها بتراكيز قليلة.

ويحمل هذا الجهاز أربعة مجساتٍ تقيس تراكيز الغازات في الهواء، حيث يقوم الجهاز بسحب عينات من الهواء المحيط على فترات متلاحقة، ومن ثم يتم تحليل تراكيز الغازات الموجودة في العينة، وإرسالها عن بعد إلى جهاز حاسوب، الذي يحدد بدوره ما إذا كانت تراكيز هذه الغازات ضمن المستوى المقبول أم لا.

والوضع كان مختلفا في استراليا ، حيث يحاول رجال الشرطة الامساك بمن يقومون بالكتابة على الحوائط في الشوارع العامة سواء كانوا من الشباب بالمفسدين او حتى من الفنانين الذي يرسمون لوحات باستخدام الطلاء على الجدران والحوائط في الشوارع والاماكن العامة مثل محطات القطارات والحدائق المفتوحة.

لذا ابتكرت شركة استرالية متخصصة في توفير معدات مراقبة الروائح جهاز استكشاف يمكنه التقاط جزيئات أثر بخار المادة التي يستخدمها فنانو الجرافيتي وتنبيه حراس الأمن إليهم.

وجهاز الأنف الأليكتروني يساوي في حجمه علبة مناديل ورقية ويمكن تمويهه كي لا ينتبه إليه الفنانون المخربون، ويمكنه من مسافة 45 مترا التقاط رشة طلاء مضى عليها أربع ثوان.

وبعد أن يكتشف الجهاز جزيئات الطلاء يصدر رسالة لاسلكية لاستدعاء حراس الأمن إلى مكان الهجوم الفني سريعا.

وهناك ميزة أخرى أن جهاز الكشف هذا يمكنه جمع معلومات يمكن للشرطة الاستفادة منها في إحالة من يقعون في المصيدة خلال الهجوم الجرافيتي للمحاكمة، كما يمكن للجهاز أن يحدد نوع الطلاء والوقت الذي مضى عليه منذ خروجه من المصنع.

وفي الولايات المتحدة ، يعتزم علماء أمريكيون تطوير أداة أشبه بالانف الالكترونى فائق الحساسية قادر على تحديد كميات بالغة الصغر من المتفجرات الموضوعة فى اماكن حساسة مثل الاطارات او مرافئ الشحن.

ومن شأن هذا الاختراع أن ينهى الاعتماد على الكلاب المدربة والاستعانة بها منذ وقت طويل فى البحث عن المخدرات المخبأة والمتفجرات والالغام.

أبحاث لا تنتهي بهدف تشخيص الأمراض
ووفقا للباحثين، فإن الانف الالكترونى سيكون قادرا على تحديد كميات بالغة الصغر من المتفجرات الموضوعة فى أماكن حساسة مثل المطارات أو مرافئ الشحن.

ويشرف على هذا المشروع يوشان يان بروفسور فى الهندسة الكيميائية والبيئية فى جامعة كاليفورنيا الأمريكية وفريقه الذين فازوا مؤخرا بمنحة تقارب مليون دولار قدمتها المؤسسة الوطنية للعلوم من أجل تطوير أبحاث متعلقة بالأنف الإلكترونى الذى يزعمون انه سيعمل بنفس دقة أنوف الكلاب المدربة ان لم يكن أفضل.

وقال يان إن لجهاز الاستشعار الذى يقومون بتطويره عدة استخدامات، وأن هناك سيناريوهات عدة يمكنك تخيلها منها حمل الانف الالكترونى باليد فى العمليات العسكرية لتعقب المواد الخطرة او حتى الكشف عن الالغام وفق قوله.