الكتابة في علم الأحياء - كتاب الأحياء - الصف 11 - الفصل 1 - المملكة العربية السعودية

📚 مستجدات في علم الأحياء: أطراف اصطناعية يتحكم فيها الدماغ

المفاهيم الأساسية

الجراحة التعويضية التي يتحكم فيها الدماغ: عملية زرع أقطاب في الدماغ تلتقط الإشارات العصبية وتترجمها إلى حركات في طرف اصطناعي، مما يسمح بالتحكم فيه عن طريق التفكير.

خريطة المفاهيم

```markmap

مستجدات في علم الأحياء

أطراف اصطناعية يتحكم فيها الدماغ

الماضي

• أطراف اصطناعية تقليدية
• فاعلية محدودة لأن الدماغ لا يسيطر عليها

الحاضر والمستقبل

#### كيف تعمل؟

• زرع مئات الأقطاب الرقيقة في القشرة الحركية للدماغ
• تلتقط الإشارات العصبية
• تنقل الإشارات إلى حاسوب
• يترجم الحاسوب الإشارات إلى تعليمات للطرف الاصطناعي

#### فوائد وتطبيقات

• مساعدة مبتوري الأطراف
• مساعدة المشلولين على استعادة بعض الحركات أو التواصل
• السيطرة على روبوتات لأداء مهام في بيئات خطرة

#### تحديات

• عمر الأقطاب محدود (حوالي 6 أشهر)
• تداخل في نقل الرسائل بسبب نمو النسيج حولها
• الحاجة لجعل الجهاز لاسلكيًا بالكامل

```

نقاط مهمة

• الأطراف الاصطناعية القديمة كانت محدودة الفاعلية لعدم سيطرة الدماغ عليها.
• تتحرك الأطراف الاصطناعية الحديثة استجابة لأفكار المريض خلال جزء من الثانية.
• يتم تدريب المريض أولاً باستخدام عصا تحكم قبل الاعتماد الكلي على الطرف الاصطناعي.
• الهدف المستقبلي هو تطوير هذه التقنية لمساعدة فئات أوسع، بما في ذلك الأشخاص الأصحاء في المهام الخطرة.

إثراء علمي

مستجدات في علم الأحياء

أطراف اصطناعية يتحكم فيها الدماغ

خلال عقود خلت، كان المصدر الوحيد لمن يفقد ذراعه أو ساقه نتيجة حادث أو مرض هو تركيب طرف اصطناعي بديل. وقد ساعدت هذه الأطراف الناس على استعادة بعض وظائف الذراع أو الساق الحقيقية. إلا أن فاعليتها كانت محدودة؛ لأن الدماغ لا يسيطر عليها. والأبحاث العلمية الحالية توشك أن تغير كل ذلك.

ما الجراحة التعويضية التي يتحكم فيها الدماغ؟

وقد دهشوا عندما وجدوا أن الذراع الاصطناعية أصبحت تتحرك استجابة لأفكار المريض. ويرغب العلماء في تطوير التقنية، بحيث يصبح الجهاز لاسلكيًا تمامًا. وهناك مصدر قلق للعلماء؛ حيث لا تخدم هذه الأقطاب أكثر من ستة أشهر، كما يحدث نتيجة استخدامها تداخل في نقل الرسائل؛ بسبب نمو النسيج.

كيف يمكن أن تساعد هذه الأداة المسيطر عليها من الدماغ في خدمة المجتمع؟

يخطط العلماء لبدء البحث في استخدام هذه الأدوات مع الإنسان في السنوات القليلة القادمة، ويأملون أن يؤدي هذا التواصل بين الدماغ والحاسوب إلى مساعدة المشلولين على استعادة بعض الحركات، أو القدرة على التواصل مع الآخرين. كما تستطيع زراعات الدماغ السيطرة على الروبوتات الصغيرة لأداء المهام اليومية من دون استعمال اليد. وربما تكون هذه الروبوتات مفيدة للأشخاص الأصحاء؛ حيث يمكن استعمالها لأداء مهام معينة في البيئات الخطرة، ومنها مناطق الحروب مثلاً.

كيف تعمل الزراعات؟

تكون الزرعات على شكل مئات الأقطاب الرقيقة بسمك الشعرة. وتوضع هذه الأقطاب في القشرة الحركية للدماغ القرد على أن تغرس 3 mm تحت عظم الجمجمة لكي تلتقط الإشارات العصبية في الدماغ. فتنقل الزرعات الإشارات إلى الحاسوب. وتترجم هذه الإشارات بطرائق رياضية إلى تعليمات للذراع، فيتمكن الذراع خلال 30 جزءًا من ألف من الثانية من التقاط الطعام وإحضاره إلى فم القرد. والذراع مزودة بمحركات عديدة، وتتحرك في اتجاهات ثلاثة كذلك عندما يفكر فيه. ويستخدم المريض خلال هذه التجارب ذراعه مستعينا بعصا تحكم، إلى أن يعتاد العمل مع هذه الذراع. وبعد أن يعتاد على ذلك باستعمال عصا التحكم يقوم العلماء بإزالتها، ويمنعون استعمالها.

مقالة صحفية: حاول إيجاد نموذج لأداة شبيهة لما وصف في هذه المقالة. استعن بالمواد التي يزودك بها المعلم أو من منزلك، واكتب 200 كلمة تصف اختراعك، وكيف يعمل، ومعددًا بعض مزاياه.

إثراء علمي مستجدات في علم الأحياء أطراف اصطناعية يتحكم فيها الدماغ خلال عقود خلت، كان المصدر الوحيد لمن يفقد ذراعه أو ساقه نتيجة حادث أو مرض هو تركيب طرف اصطناعي بديل. وقد ساعدت هذه الأطراف الناس على استعادة بعض وظائف الذراع أو الساق الحقيقية. إلا أن فاعليتها كانت محدودة؛ لأن الدماغ لا يسيطر عليها. والأبحاث العلمية الحالية توشك أن تغير كل ذلك. ما الجراحة التعويضية التي يتحكم فيها الدماغ؟ وقد دهشوا عندما وجدوا أن الذراع الاصطناعية أصبحت تتحرك استجابة لأفكار المريض. ويرغب العلماء في تطوير التقنية، بحيث يصبح الجهاز لاسلكيًا تمامًا. وهناك مصدر قلق للعلماء؛ حيث لا تخدم هذه الأقطاب أكثر من ستة أشهر، كما يحدث نتيجة استخدامها تداخل في نقل الرسائل؛ بسبب نمو النسيج. كيف يمكن أن تساعد هذه الأداة المسيطر عليها من الدماغ في خدمة المجتمع؟ يخطط العلماء لبدء البحث في استخدام هذه الأدوات مع الإنسان في السنوات القليلة القادمة، ويأملون أن يؤدي هذا التواصل بين الدماغ والحاسوب إلى مساعدة المشلولين على استعادة بعض الحركات، أو القدرة على التواصل مع الآخرين. كما تستطيع زراعات الدماغ السيطرة على الروبوتات الصغيرة لأداء المهام اليومية من دون استعمال اليد. وربما تكون هذه الروبوتات مفيدة للأشخاص الأصحاء؛ حيث يمكن استعمالها لأداء مهام معينة في البيئات الخطرة، ومنها مناطق الحروب مثلاً. كيف تعمل الزراعات؟ تكون الزرعات على شكل مئات الأقطاب الرقيقة بسمك الشعرة. وتوضع هذه الأقطاب في القشرة الحركية للدماغ القرد على أن تغرس 3 mm تحت عظم الجمجمة لكي تلتقط الإشارات العصبية في الدماغ. فتنقل الزرعات الإشارات إلى الحاسوب. وتترجم هذه الإشارات بطرائق رياضية إلى تعليمات للذراع، فيتمكن الذراع خلال 30 جزءًا من ألف من الثانية من التقاط الطعام وإحضاره إلى فم القرد. والذراع مزودة بمحركات عديدة، وتتحرك في اتجاهات ثلاثة كذلك عندما يفكر فيه. ويستخدم المريض خلال هذه التجارب ذراعه مستعينا بعصا تحكم، إلى أن يعتاد العمل مع هذه الذراع. وبعد أن يعتاد على ذلك باستعمال عصا التحكم يقوم العلماء بإزالتها، ويمنعون استعمالها. --- SECTION: الكتابة في علم الأحياء --- مقالة صحفية: حاول إيجاد نموذج لأداة شبيهة لما وصف في هذه المقالة. استعن بالمواد التي يزودك بها المعلم أو من منزلك، واكتب 200 كلمة تصف اختراعك، وكيف يعمل، ومعددًا بعض مزاياه. --- VISUAL CONTEXT --- **FIGURE**: N/A Description: A photograph displaying two prosthetic limbs. On the left, a prosthetic foot/lower leg is shown, appearing realistic and connected to some wires or sensors, suggesting an electronic interface. On the right, a black, robotic-looking prosthetic hand/arm is visible. The image illustrates the advanced technology in artificial limbs discussed in the accompanying text. Context: This figure visually represents the 'أطراف اصطناعية يتحكم فيها الدماغ' (Brain-controlled prosthetic limbs) topic, showing examples of such devices.