الثلاثاء 01 يوليو 2025 الموافق 06 محرم 1447
المشرف العام
محمود المملوك
مستشار التحرير
د. خالد منتصر
المشرف العام
محمود المملوك
مستشار التحرير
د. خالد منتصر

بعد اكتشاف ضوء يمر عبر رأس الإنسان بالكامل.. طريقة جديدة لتصوير الدماغ

الإثنين 16/يونيو/2025 - 02:56 م
الدماغ
الدماغ


لسنوات طويلة، استخدم العلماء والباحثون ضوء الأشعة تحت الحمراء القريبة لدراسة الدماغ بطريقة غير جراحية.

تقيس هذه التقنية البصرية، المعروفة باسم fNIRS (التحليل الطيفي الوظيفي للأشعة تحت الحمراء القريبة)، مدى امتصاص الدم للضوء في الدماغ، لاستنتاج نشاطه.

تُعدّ تقنية fNIRS ذات قيمة عالية لسهولة حملها وتكلفتها المنخفضة، إلا أن لها عيبًا رئيسيًا: فهي لا تستطيع الرؤية بعمق داخل الدماغ.

عادةً ما يصل الضوء فقط إلى الطبقات الخارجية منه، بعمق حوالي 4 سنتيمترات، وهو ما يكفي لدراسة سطحه، ولكن ليس المناطق العميقة المسؤولة عن وظائف حيوية كالذاكرة والعاطفة والحركة.

وقد أدى هذا العيب إلى تقييد القدرة على دراسة مناطق الدماغ العميقة دون الحاجة إلى معدات باهظة الثمن وضخمة مثل أجهزة التصوير بالرنين المغناطيسي.

والآن، نجح باحثون في جامعة جلاسكو في إثبات أمر كان يُعتقد في السابق أنه مستحيل: اكتشاف الضوء الذي سافر عبر رأس الإنسان البالغ.

تفاصيل الدراسة

تُظهِر دراستهم، التي حملت عنوان "نقل الفوتونات عبر كامل رأس الإنسان البالغ"، والتي نُشرت في مجلة Neurophotonics، أنه باستخدام الإعداد الصحيح، من الممكن قياس الفوتونات التي تنتقل من أحد جانبي الرأس إلى الجانب الآخر، حتى عبر أوسع نقطة فيه.

لتحقيق ذلك، استخدم الفريق ليزرات قوية وكواشف عالية الحساسية في تجربة مُحكمة التحكم.

وجّهوا شعاع ليزر نبضيًا إلى أحد جانبي رأس متطوع، ووضعوا كاشفًا على الجانب الآخر.

صُمم النظام لحجب أي ضوء آخر، وزيادة فرص التقاط الفوتونات القليلة التي قطعت رحلتها الكاملة عبر الجمجمة والدماغ.

أجرى الباحثون أيضًا محاكاة حاسوبية مفصلة للتنبؤ بكيفية انتقال الضوء عبر الطبقات المعقدة للرأس.

تطابقت هذه المحاكاة بشكل وثيق مع النتائج التجريبية، مؤكدةً أن الفوتونات المكتشفة قد عبرت بالفعل كامل الرأس.

ومن المثير للاهتمام أن عمليات المحاكاة كشفت أن الضوء يميل إلى اتباع مسارات محددة، بتوجيه من مناطق الدماغ ذات التشتت المنخفض، مثل السائل النخاعي.

ويشير هذا الاختراق إلى أنه قد يكون من الممكن تصميم أجهزة بصرية جديدة قادرة على الوصول إلى مناطق أعمق من الدماغ مقارنة بما تسمح به التقنيات الحالية.

وبالرغم من أن الطريقة الحالية ليست عملية للاستخدام اليومي حتى الآن ــ فهي تتطلب 30 دقيقة من جمع البيانات، وقد نجحت فقط على شخص ذي بشرة فاتحة وبدون شعر ــ فإن هذه الحالة المتطرفة من اكتشاف الضوء بشكل قطري عبر الرأس قد تلهم المجتمع لإعادة التفكير فيما هو ممكن للجيل القادم من أنظمة fNIRS.

مع مزيد من التطوير، قد يُسهم هذا النهج في توفير تصوير الدماغ العميق في العيادات والمنازل بشكل أكثر فعالية من حيث التكلفة وسهولة الحمل.

وقد يؤدي هذا في نهاية المطاف إلى تطوير أدوات أفضل لتشخيص ومراقبة حالات مثل السكتات الدماغية وإصابات الدماغ والأورام، خاصةً في البيئات التي يكون فيها الوصول إلى فحوصات التصوير بالرنين المغناطيسي أو التصوير المقطعي المحوسب محدودًا.