ليزر فوضوي يتحوّل إلى أداة دقيقة لتصوير الدماغ بسرعة تفوق التقنيات التقليدية 25 مرة

اكتشف باحثو معهد MIT أن ضوء الليزر الفوضوي يمكن توجيهه في ألياف ضوئية ليُنتج شعاعاً دقيقاً يُصوّر الحاجز الدموي الدماغي بسرعة قياسية، مما يفتح آفاقاً لتطوير علاجات الأمراض العصبية.

تحرير
ألمعي · هيئة التحرير
النشر
٢٩ أبريل ٢٠٢٦
المصدر
ScienceDaily
القراءات
٩
الوقت
قراءة دقيقتين
مخطط توضيحي لآلية تشكّل شعاع القلم الضوئي الذاتي التنظيم في معهد MIT

حقق باحثون من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT) اختراقاً في مجال التصوير الحيوي، إذ اكتشفوا أن الضوء الليزري الفوضوي وغير المنظّم يمكن توظيفه على نحو مستقر ودقيق في تصوير الأنسجة البيولوجية، عوضاً عن التعامل معه بوصفه مصدر إزعاج يجب تجنّبه. نُشرت النتائج في مجلة Nature Methods عام 2026، ويقف خلفها الطالب الدكتوري هونغهاو كاو والأستاذة المساعدة سيكسيان يو من قسم الهندسة الكهربائية وعلوم الحاسوب في MIT.

تنطلق الفكرة من ظاهرة بصرية مثيرة للاهتمام: حين يُضخّ ضوء الليزر في ألياف ضوئية متعددة الأوضاع بتوجيه صفري تام وبطاقة متزايدة، لا يُفرز الضوء في كل الاتجاهات كما يحدث في الظروف الاعتيادية. بدلاً من ذلك، تعمل قوى البصريات غير الخطية كعامل تنظيم ذاتي يُوازن الفوضى الداخلية للألياف، فينتج شعاع ليزر دقيق ومنتظم بشكل شبه مكتمل، أطلق عليه الفريق اسم "شعاع القلم الضوئي الذاتي التمركز".

أثبت هذا الشعاع أداءً لافتاً في تطبيقات التصوير متعدد الفوتونات؛ إذ تمكّن الفريق من رسم صور ثلاثية الأبعاد عالية الجودة للحاجز الدموي الدماغي بسرعة تفوق الطريقة المرجعية المعتمدة حالياً بـ25 مرة، مع الحفاظ على مستوى مماثل من الدقة التفصيلية. وقد نفّذ الفريق التجارب على نماذج أنسجة دماغية مهندسة من مكوّنات بشرية في المختبر.

ما يمنح هذا الاكتشاف أهمية سريرية حقيقية هو قدرته على رصد دخول الأدوية إلى خلايا الدماغ في الوقت الفعلي دون الحاجة إلى مواد تلوين أو علامات فلورية. قالت الأستاذة يو: "أثبتنا أن زيادة الطاقة لا تُنتج بالضرورة ضوءاً فوضوياً. اتبعنا منطق التجربة وتوصّلنا إلى حل جديد للتصوير الحيوي". وأضاف الأستاذ روجر كام من نفس المعهد أنه بات بالإمكان تتبّع دخول الدواء إلى الدماغ وتحديد معدلات الامتصاص لأنواع محددة من الخلايا.

تتجلى الأهمية الطبية لهذا الاكتشاف في مجال أبحاث الأمراض العصبية التنكسية كألزهايمر والتصلب الجانبي الضموري (ALS)؛ فهذه الأمراض تتقدم جزئياً بسبب اختلال وظيفة الحاجز الدموي الدماغي، والذي يُشكّل في حالاته الطبيعية درعاً حامية لأنسجة الدماغ. ولم تُتَح حتى اليوم تقنية تصوير تجمع بين السرعة والدقة الكافيتين لرصد هذا الاختلال في الوقت الفعلي.

أشارت الأستاذة يو إلى ميزة إضافية مهمة: يمكن بناء هذا الجهاز باستخدام مكوّنات بصرية تقليدية متاحة في أي مختبر، دون الحاجة إلى تجهيزات متخصصة باهظة التكلفة. وهذا يعني إمكانية دمج هذه التقنية في المجاهر الحيوية الموجودة أو إعادة توظيفها بتعديلات طفيفة، مما يُيسّر انتشارها على نطاق واسع في مختبرات البحث حول العالم.

يعتزم الفريق البحثي توسيع نطاق التجارب لاختبار التقنية على نماذج حيوانية حية في مرحلة قادمة، تمهيداً لتطبيقات سريرية مستقبلية تُسهم في تصميم أدوية قادرة على اختراق الحاجز الدموي الدماغي بكفاءة أعلى. ويُمثّل هذا الاتجاه أملاً حقيقياً لملايين المرضى الذين يعانون من اضطرابات عصبية تبقى الأدوية الحالية عاجزة عن علاجها بسبب صعوبة اختراق هذا الحاجز.

المصدر الأصلي
ScienceDaily
قراءة المقال الأصلي ↗
قصة اليوم · كل صباح

أعجبك التقرير؟ استلم واحداً كل صباح.

قصةٌ تقنية واحدة تستحقّ وقتك، بالعربية. بلا إعلانات، بلا إزعاج.

بلا إعلانات · إلغاء الاشتراك بنقرة واحدة · بياناتك آمنة

اقرأ أيضًا

المزيد من الهندسة الطبية الحيوية

تصور فني لقمر كيوبسات مُصمَّم للكشف عن الأسلحة النووية في المدار — معهد MIT

باحثو MIT يقترحون أقماراً اصطناعية صغيرة لكشف الأسلحة النووية المدارية

نشر باحثو معهد ماساتشوستس في مجلة Nature Astronomy خطةً لنشر أقمار كيوبسات مزودة بكواشف نيوترونية قادرة على رصد الرؤوس الحربية النووية في المدار الأرضي.

SpaceNews
رسم فني لنظام نجمي ثنائي يجمع قزماً أبيض وقزماً أحمر — جامعة وارويك

علماء الفلك يكتشفون أربعة أقزام بيضاء مختبئة على مقربة من مجموعتنا الشمسية

كشف فريق بحثي دولي باستخدام مرقاب هابل عن أربعة أقزام بيضاء مخفية خلف أقزام حمراء في نظم نجمية ثنائية ضمن نطاق 65 سنة ضوئية من الشمس، أحدها على بُعد 25 سنة ضوئية فحسب.

ScienceDaily
الذكاء الاصطناعي مقابل الذكاء البشري

باحث يطعن في فرضية تورينج الكبرى: هل ضلّ الذكاء الاصطناعي طريقه منذ 75 عاماً؟

عالم الحاسوب بيتر دينينج يجادل بأن افتراضَي تورينج الأساسيين المتعلقَين بالذكاء المجرّد ومحاكاة اللغة قد وجّها البحث التقني في الاتجاه الخاطئ، وأن المعرفة الضمنية البشرية لا يمكن رقمنتها مهما اتسعت النماذج.

ScienceDaily
مسبار بيرسيفيرانس على سطح المريخ

بيرسيفيرانس يُتمّ ماراثوناً على المريخ في نصف الزمن الذي استغرقه أوبورتيونيتي

مركبة ناسا بيرسيفيرانس تُكمل 42 كيلومتراً على سطح المريخ في خمس سنوات وأربعة أشهر فحسب، متفوقةً على سجل أوبورتيونيتي الذي استغرق أكثر من 11 عاماً لتحقيق الإنجاز ذاته.

ScienceDaily
بكتيريا الأمعاء وسرطان القولون

علماء يكتشفون البوابة التي يستخدمها سُمّ بكتيري لإطلاق سرطان القولون

باحثون من جونز هوبكنز يكشفون أن سُمّ بكتيريا الأمعاء الشائعة يرتبط ببروتين كلودين-4 كبوابة دخول لتدمير حاجز القولون، مع نجاح أوّلي لـ'خداع جزيئي' في حماية الفئران.

ScienceDaily
خلايا عصبية ومرض الزهايمر

هيكل خلوي خفي في الخلايا العصبية قد يُبطئ مسار مرض الزهايمر

علماء من جامعة بنسيلفانيا يكتشفون أن انهيار هيكل شبكي دقيق يُبطّن الخلايا العصبية يُفضي إلى تراكم بروتينات الزهايمر، مما يفتح أفقاً علاجياً جديداً قائماً على تثبيت هذا الهيكل.

ScienceDaily