
تطوير قلم ذكي يكتشف مرض باركنسون بدقة 96% من خلال الكتابة
ونشرت نتائج هذا الابتكار في دورية "نيتشر كميكال إنيجيرنج" (Nature Chemical Engineering)، وتشير الدراسة إلى إمكانية استخدام القلم كأداة تشخيصية منخفضة التكلفة ومرتفعة الدقة، خاصة في الدول ذات الموارد الطبية المحدودة.
يعتمد الابتكار الجديد على قلم يحتوي على حبر مغناطيسي، يسجل بدقة حركة اليد أثناء الكتابة على سطح أو حتى في الهواء.
ويجري تحويل هذه الحركات إلى إشارات كهربائية تُحلل لاحقاً بواسطة شبكة عصبية اصطناعية؛ وهي تقنية تعتمد على الذكاء الاصطناعي لمحاكاة طريقة عمل الدماغ في التعرف على الأنماط المعقدة.
وبحسب الباحثين استطاع القلم التمييز بين خط اليد لمرضى باركنسون، وغير المصابين بنسبة دقة تجاوزت 96% في تجربة أولية شملت 16 شخصاً.
يُعد مرض باركنسون أحد أسرع الأمراض العصبية التنكسية نمواً، إذ يؤثر على ما يقرب من 10 ملايين شخص في جميع أنحاء العالم؛ وتتسبب أعراضه، مثل الرعشة، والتصلب، وبطء الحركة، في إعاقة كبيرة لحركة المرضى، وتؤثر بشكل كبير على جودة حياتهم.
تعتمد الإجراءات التقليدية لتشخيص باركنسون، ومراقبة تقدمه على ملاحظة الأعراض الحركية، وهي أساليب غالباً ما تكون غير دقيقة، وتعتمد بشكل كبير على خبرة الطبيب، وتفتقر إلى معايير موضوعية وكمية، كما أن الوصول إلى الموارد المتخصصة لتشخيص باركنسون محدود، خاصة في البلدان ذات الدخل المنخفض التي تعاني من نقص في أطباء الأعصاب.
بالرغم من التقدم الحديث في تحديد المؤشرات الحيوية التي تظهر قبل وقت طويل من ظهور الأعراض الحركية؛ مثل فحص مستويات بروتين ألفا-ساينوكلين الشاذ أو تشوهات الشبكية، فإن تحديد هذه المؤشرات يتطلب عادة معدات متطورة وخبرة متخصصة، والتي لا تتوفر غالباً إلا في مرافق الرعاية الصحية المركزية. لذلك تظل الحاجة ماسة إلى طريقة تشخيص كمية، ومنخفضة التكلفة، ومتاحة لمرض باركنسون في أوساط جماهيرية كبيرة.
كيف يعمل القلم التشخيصي؟
تعتبر الكتابة اليدوية عملية معقدة تتشابك فيها القدرات المعرفية، والإدراكية، والحركية الدقيقة، وكلها تتأثر بشكل كبير بمرض باركنسون، فعندما تؤثر الأعراض الحركية على اليد المهيمنة، يمكن أن يوفر تحليل أنماط الكتابة اليدوية رؤى حاسمة، ومؤشرات حيوية كمية لتشخيص المرض.
ومع أن أدوات تحليل الكتابة اليدوية التقليدية مثل الأجهزة اللوحية الرقمية شائعة الاستخدام، إلا أنها غالباً ما تركز على تتبع مسارات الكتابة، وتجاهل الأعراض الحركية التي تظهر أثناء عملية الكتابة نفسها.
وهنا يأتي دور القلم التشخيصي الجديد، ويتميز القلم بطرف مرن مغناطيسي وحبر من السائل المغناطيسي، ويعتمد مبدأ عمله على تحويل حركات الكتابة، سواء على السطح أو في الهواء، إلى إشارات عالية الدقة وقابلة للتحليل.
وعند تطبيق الضغط أثناء الكتابة، يتشوه الطرف المرن مغناطيسياً، مما يؤدي إلى تغير في التدفق المغناطيسي، وهذا التغير، بالإضافة إلى الحركة الديناميكية للحبر المغناطيسي، يولد إشارات جهد كهربائي في الملف المحيط.
يتكون القلم التشخيصي من مكونين رئيسيين؛ طرف مرن مغناطيسي، وحبر مغناطيسي. يتم توصيل الطرف المرن مغناطيسياً بإحكام بالجزء العلوي من الهيكل المطبوع ثلاثي الأبعاد، مما يضمن دمج المكونات بشكل مستقر ويتم تخزين الحبر المغناطيسي في خزان بلاستيكي قابل للاستبدال ومجهز بغطاء لمنع التسرب والتبخر.
ويتم دمج جميع المكونات في هيكل القلم ثم يتم نسج خيط موصل في هيكل ملف يحول التغيرات في التدفق المغناطيسي إلى إشارات جهد عالية الدقة لتحليل الكتابة اليدوية، وأخيراً يتم إحاطة الملف بقبضة من مادة تسمى البولي أولفين لتوفير سطح مقاوم للانزلاق.
والطرف المرن مغناطيسياً مصنوع عن طريق تضمين الجزيئات المغناطيسية في مصفوفة سيليكون ما يوفر وظيفتين للقلم أولها توليد مجالاً مغناطيسياً عمودياً للحفاظ على المغنطة داخل الحبر المغناطيسي، وتحت الضغط الميكانيكي الخارجي، يتشوه الطرف، مما يغير اتجاه وتباعد الجزيئات المغناطيسية المضمنة فيه، مما يؤدي إلى تغير في تدفقه المغناطيسي.
وهذا التغير، بالإضافة إلى الحركة الديناميكية للحبر المغناطيسي داخل القلم التشخيصي يؤدي إلى تغيرات في التدفق المغناطيسي الصافي عبر الملف المحيط، مما يؤدي بدوره إلى توليد جهد كهربائي وفقاً لقانون فاراداي للحث الكهرومغناطيسي.
تقنية منخفضة التكاليف
لتقييم الإمكانات السريرية لهذا القلم، أجريت دراسة بشرية تجريبية شملت 3 مرضى مصابين بباركنسون و13 مشاركاً سليمًا، وقام القلم التشخيصي بتسجيل إشارات الكتابة اليدوية بدقة عالية، وقد تمكن تحليل هذه الإشارات، بمساعدة شبكة عصبية ذكية ميزت بنجاح بين مرضى باركنسون والمشاركين الأصحاء بمتوسط دقة بلغ 96.22%.
ويمثل تطوير هذا القلم التشخيصي تقنية منخفضة التكلفة، وقابلة للانتشار على نطاق واسع، وموثوقة، ولديها القدرة على تحسين تشخيص باركنسون عبر مجموعات سكانية كبيرة، وفي المناطق ذات الموارد المحدودة.
ويمكن أن يقدم هذا القلم مساراً مبتكراً لاستكمال طرق تشخيص باركنسون الحالية من خلال دعم نهج يعتمد على غير المتخصصين، مما يسهل الاكتشاف المبكر في أوساط سكانية واسعة، كما أنه مفيد بشكل خاص للأفراد غير المعالجين الذين قد لا يدركون بعد أنهم مرضى محتملون بباركنسون، وللذين يعيشون في المناطق التي تعاني من نقص في الموارد حيث يكون الوصول إلى التشخيصات الطبية باستخدام المؤشرات الحيوية الكيميائية نادراً.
ويعتقد الفريق البحثي أن القلم قد يُسهم في سد هذه الفجوة، خصوصاً في البيئات التي تعاني من نقص في الكوادر الطبية أو التكنولوجيا المتقدمة، كما يُمكن أن يُستخدم مستقبلاً ليس فقط للتشخيص، بل أيضاً لتتبع تطور المرض لدى المرضى على مدى الزمن.
ويختم الباحثون بالإشارة إلى ضرورة إجراء تجارب مستقبلية على نطاق أوسع لتأكيد فعالية القلم عبر عينات أكبر من المرضى، ما قد يفتح الباب أمام تعميم استخدامه على مستوى العالم كأداة ذكية، وسهلة الاستخدام للكشف عن باركنسون في مراحله الأولى.
هاشتاغز

جرب ميزات الذكاء الاصطناعي لدينا
اكتشف ما يمكن أن يفعله Daily8 AI من أجلك:
التعليقات
لا يوجد تعليقات بعد...
أخبار ذات صلة


عكاظ
منذ 39 دقائق
- عكاظ
تشكل العقل بين التلقين والوعي
يكون العقل الإنساني في سنواته الأولى بالغ القابلية للتشكّل، إذ يشبه أرضاً خصبة تُنبت فيها أنماط التفكير والانفعال. وهذا التشكّل لا يتم في عزلة، بل يتكوّن من تداخلٍ دقيق بين العوامل الوراثية والاستعدادات الفطرية من جهة، والتأثيرات البيئية والتعلّم الاجتماعي من جهة أخرى، حيث يكتسب الطفل سلوكياته وخبراته من خلال الملاحظة والتقليد. ومع ذلك، لا يتفاعل جميع الأطفال بالطريقة نفسها، فالفروق الفردية كالمزاج والسمات الوراثية تُحدد مسارات التلقي والاستجابة، وتمنح لكل عقل طابعه الخاص. وتُعد الأفكار الموروثة، تلك التي تنتقل من جيل إلى آخر دون مساءلة أو مراجعة، من أقوى العوامل في تشكيل البنية النفسية للفرد. ورغم أنها لا تكون سلبية في جوهرها، إلا أن توظيفها في التلاعب النفسي وتغذية الحقد أو تبرير التعصّب يحوّلها إلى قيود ذهنية تقيّد نمو الوعي. فالخطورة لا تكمن في الفكرة ذاتها، بل في الطريقة التي تُلقَّن بها، وفي الأثر الانفعالي والسلوكي الذي تُعيد إنتاجه. ومن منظور علم النفس العصبي، فإن تكرار أنماط التفكير السلبي يُرسّخها في البنية العصبية، لتتحوّل إلى استجابات تلقائية يكرّرها الفرد دون وعي، فيغدو أسيرًا لانفعالات لم يخترها، بل تشرّبها بفعل البيئة والظروف المحيطة. وهنا تظهر أهمية الربط بين تكوين العقل وسياق العصر، حيث تلعب وسائل الإعلام، والخطاب الديني، والتعليم دوراً حاسماً في غرس البنية الثقافية وتشكيل علاقة الفرد بموروثه، سواء عبر تعزيز الفهم الواعي أو ترسيخ التلقائية غير المدروسة. تتجلّى قيمة التنظيم الانفعالي في قدرة الفرد على فهم انفعالاته والتعامل معها بوعي لا كقوى قاهرة. فالحرية العقلية لا تتحقق بنبذ التراث، بل بإعادة النظر فيه وتأمله بوعي ناقد، يراعي متغيرات الزمن، ويحدد ما يُستبقى وما يُتجاوز. يصبح قادراً على العبور من أسر الانفعالات الموروثة إلى رحابة الوعي الحر، ومن التفاعل الواعي مع الموروث إلى سيادة الذات المفكّرة. أخبار ذات صلة


عكاظ
منذ 39 دقائق
- عكاظ
المستقبل يبدأ.. التعلم الشخصي.. والذكاء الاصطناعي
يعيش العالم ثورة تعليمية غير مسبوقة، وتحولات متسارعة تقودها تقنيات الذكاء الاصطناعي. الطالب لن يكون مجرد متلقٍ للمعلومة، بل سيصبح محور العملية التعليمية في ظل ما يعرف بـ«التعلم الشخصي» الذي يحمل في طياته وعداً بثورة معرفية سوف تعيد تشكيل المفاهيم التقليدية للتعليم. يعتمد التعلم الشخصي على أنظمة ذكية قادرة على فهم قدرات الطالب، واحتياجاته، أسلوب تفكيره، والطريقة المثلى للتعلم، وبالتالي يتم تصميم محتوى تعليمي خاص لكل طالب بدلاً من تقديم منهج موحد لجميع المتعلمين. توفر تقنيات الذكاء الاصطناعي التعليمية معلماً افتراضياً خاصاً لكل طالب يستطيع فهم نمط التعلم المناسب، يتابع بدقة، يقيّم أداءه، ويعالج نقاط ضعفه ويركز على نقاط قوته. هذا التوجه لم يكن قابلاً للتطبيق على نطاق واسع في الماضي بسبب محدودية الإمكانيات التقنية والبشرية، ولكنه بات ممكناً من خلال استخدام تقنيات «الذكاء الاصطناعي» التي تعزز التعليم الشخصي. ظهرت منصات عالمية تقود هذا التغيير، منها منصة خان أكاديمي التعليمية، وهي منصة تعليمية غير ربحية تقدم محتوى مجانياً لمختلف المواد الدراسية. طورت المنصة أداة «خان ميجو» (Khanmigo)، وهي عبارة عن مساعد تعليمي ذكي يساعد الطلاب على حل المسائل وشرح المفاهيم بطريقة تفاعلية ويقدم دعما للمعلمين في إدارة الصفوف الدراسية. أما تطبيق (Duolingo) الشهير لتعليم اللغات، فاستفاد من الذكاء الاصطناعي بتخصيص دروس لكل مستخدم حسب مستواه اللغوي ومدى تقدمه، بحيث يتفاعل مع الطالب، ويقدم له تدريبات تفاعلية وألعاباً تعليمية لتحسين مهارات التحدث والاستماع. بالنسبة للتعليم الجامعي؛ طورت شركة (Anthropic) مساعداً ذكياً باسم (Claude)، يقدم تجربة تعليمية جامعية مميزة من خلال استخدام «المنهج السقراطي» الذي يعتمد على تحفيز التفكير النقدي والبحث عن الحقائق لمساعدة الطلاب على توليد الأفكار والفهم بشكل أفضل، ويساعد الطلاب في مراجعة دروسهم بطريقة تفاعلية وعميقة. السؤال الأهم: هل نحن مستعدون؟ المستقبل يفرض علينا أن نعيد النظر في المناهج، وأدوار المعلمين، والبنية الرقمية للمدارس والجامعات. فالمعلم لن يختفي، بل سيتحوّل إلى مرشد وميسر، بينما تتولى الأدوات الذكية الجوانب التقنية والتفاعلية.لذا، اعتمدت وزارة التعليم السعودية نهجاً إستراتيجياً ومتكاملاً في دمج الذكاء الاصطناعي ضمن عملية التعليم، مستهدفة بذلك تفعيل التعليم الشخصي وتحقيق أهداف «رؤية 2030» في إعداد جيل متمكن تقنياً وفكرياً. من ضمن هذه الجهود أصدر «المركز الوطني للتعليم الإلكتروني» إطاراً شاملاً يوجّه استخدام «الذكاء الاصطناعي» في جميع مراحل التعليم والتدريب المستمر. كما أطلقت وزارة التعليم عدة مبادرات بالتعاون مع «سدايا» لإصدار دليل إرشادي شامل لاستخدام تقنيات «الذكاء الاصطناعي»، وتوعية الطلاب بالتطبيقات العملية للذكاء الاصطناعي والابتكار العلمي وتدريب المعلمين على تقنيات الذكاء الاصطناعي وتعلم الآلة والرؤية الحاسوبية عبر التدريب الحضوري وعن بُعد. إن الاستثمار في البنية التحتية الرقمية، وتدريب الكوادر التعليمية على استخدام أدوات الذكاء الاصطناعي، لم يعد خياراً، بل ضرورة لضمان جودة التعليم ومواكبة الثورة التقنية.إن مستقبل التعليم بدأ الآن، ومن يستعد له اليوم، سيكون من صانعيه غداً. التعلم الشخصيأنظمة ذكية قادرة على فهم قدرات الطالب واحتياجاته منصات عالمية ظهرت تقود التغيير كمساعد تعليمي ذكي للطالب نهج إستراتيجي لوزارة التعليم بدمج الذكاء الاصطناعي في عملية التعليم الذكاء الاصطناعيتقنيات تعليمية توفر معلماً افتراضياً خاصاً لكل طالب أخبار ذات صلة


الرياض
منذ 2 ساعات
- الرياض
المخدرات الموت البطيء
إن آفة القرن الواحد والعشرين على مستوى العالم هي المخدرات، التي تفتك بالبشرية ما لا تفتكه الأمراض الصحية الأخرى، ومنذ أن وعينا على هذه الدنيا والكل يحذر من تلك الآفة، لأن ضررها يطول ليس المتعاطي فقط بل الأسرة والمجتمع والوطن، إن مريض الإدمان يبدأ بشهوة ورغبة في تغيير الحال وينتهي بعواقب وخيمة نفرة من المجتمع ومفارقة للحياة، الله -عز وجل- لما خلق الإنسان وركبه جعل لكل عضو في جسمه خاصية من تنظيف السموم وتدفق الدم ومكافحة الفيروسات وغيرها وتلك الأعضاء عندما تواجه خطراً عظيماً تتعرض له تبدأ بالإنذار والاستنفار والحرب على ذلك الخطر ولكن لن تستطيع الاستمرار وسوف ترفع علم الاستسلام أمام ذلك العدو الذي سينهك الجسد ويفسده، إن من الضروريات الكلية الخمس في ديننا الحنيف كان منها حفظ العقل وحفظ النفس والشارع الحكيم يعلم أن بحفظ هذين تستقر الحياة وتستمر وتعمر الأرض، ولكن مروجي المخدرات ضعاف النفوس ومحبي الشهوات هدفهم الرئيس تدمير الأوطان من خلال الزج بالشعوب إلى براثن الرذيلة والإدمان لأنهم يعلمون إذا وقع الضعيف في المخدرات فسوف يكون في حلقة لن يخرج منها إلا بعزيمة صادقة وسوف يكون ضرره متعدياً، إن الدراسات التي تناولت مرضى الإدمان كان أهم العوامل المؤثرة على التعاطي تأثير الأقران، المشاكل الأسرية، الضغوط النفسية، سهولة الحصول على المواد، وكانت التوصيات تكثيف برامج التوعية والوقاية، تعزيز دور الأسرة في المراقبة والتوجيه، أهمية التدخل المبكر، تطوير استراتيجيات وقائية شاملة، إن المسؤولية الكبرى تقع على الأسرة التي ينبغي لها التوعية الشاملة لأبنائها والاحتواء والتنشئة الحسنة، كلما عززنا التوعية في وقت مبكر وخاصة في الصغر كان أثرها في المستقبل البعيد محكماً ومقاوماً لكل خطيئة، ولذلك الرؤية الوطنية 2030 كان مرتكزاتها الرئيسية مجتمع حيوي والذي كان يهدف إلى تمكين حياة صحية وعامرة وكان أحد مؤشراته الفرعية تعزيز حصانة المجتمع تجاه المخدرات، وهذه الرؤية الطموحة تستثمر في أبنائها وتحسن جودة الحياة وتجنبهم كل خطر وسوء حتى يكونوا مؤثرين وفاعلين، والكل مشارك مع تلك الرؤية الوطنية الطموحة من القطاع الحكومي والخاص وغير الربحي، وكان من توفيق الله لنا حضور ذلك المؤتمر العلمي الثاني الرائع والجميل بمنطقة جيزان برعاية صاحب السمو الملكي الأمير محمد بن عبد العزيز بن محمد آل سعود وكان عنوانه "مستجدات الوقاية والعلاج من إدمان المخدرات" وذلك بتنسيق من جمعية التوعية بأضرار المخدرات بمنطقة جازان في يونيو لعام 2025، شارك في ذلك المؤتمر ثلة من الوجهاء والعلماء والأكاديميين والمتخصصين، وكان من أبرز جلساته، التدخلات الدوائية لعلاج الإدمان، التدخلات النفسية لعلاج الإدمان، الآثار النفسية والجسدية للإدمان، الوقاية من الإدمان، المخدرات والجوانب الأمنية، المنظور الشرعي للمخدرات، وصاحب ذلك المؤتمر ورش عمل تثري العقل من منظور أكاديمي وتجارب واقعية، فجزيل الشكر والامتنان لقيادتنا الحكيمة على تمكينها للقطاع غير الربحي لتقديم رسالته العظيمة والشكر أجزله لسمو أمير منطقة جازان لرعايته لذلك الموضوع الحيوي والشكر موصولة أواصره للعاملين في جمعية التوعية بأضرار المخدرات وكذلك الرعاة للمؤتمر والمشاركين من القطاعات والضيوف، ونسأل الله أن يحفظ قادتنا وعلماءنا وشعبنا العظيم من كيد الكائدين.