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

توربين هيدروجيني بلا ضاغط من معهد كارلسروه

إنجاز ألماني في توربينات الهيدروجين: 303 ثوانٍ بلا ضاغط ميكانيكي

سجّل معهد كارلسروه الألماني رقماً قياسياً بتشغيل توربين هيدروجيني بلا ضاغط لـ303 ثوانٍ معتمداً موجات الانفجار، مما يُبشّر بتوليد طاقة نظيفة أعلى كفاءة.

ScienceDaily
تجربة فيزياء كمومية تقيس الزمن السالب للفوتون

تجربة كمومية تُثبت أن الفوتونات تقضي زمناً سالباً حقيقياً داخل السحاب الذري

أكد باحثون من جامعة غريفيث الأسترالية بقياسات ضعيفة دقيقة أن الفوتونات تُمضي زمناً سالباً قابلاً للقياس داخل سحاب ذري، مؤكدين أن هذه الظاهرة الكمومية حقيقية لا وهم رياضي.

ScienceDaily
تصوير لوجبة صحية مع مقياس ميزان وتمثيل لتحدي إدارة الوزن

الدماغ مُبرمج لاسترداد الوزن الزائد: لماذا تفشل الحميات على المدى البعيد؟

علماء يُبيّنون أن الدماغ البشري يعامل الوزن السابق كـ«نقطة صواب» ويحفّز الجسم لاسترداده عبر آليات بيولوجية متطورة، مما يُفسّر لماذا تفشل معظم الحميات على المدى البعيد.

ScienceDaily
أعشاب بحرية وطحالب عائمة في المحيط الأطلسي

الذكاء الاصطناعي يرصد انتشاراً مقلقاً للطحالب في محيطات العالم بمعدل 13% سنوياً

تحليل 1.2 مليون صورة فضائية بالذكاء الاصطناعي يكشف تمدداً غير مسبوق للطحالب الكبيرة في المحيطات منذ عقدين، مع تداعيات بيئية واقتصادية خطيرة على السواحل.

ScienceDaily
كوكب المريخ مع تصوير فني للرياح الشمسية تسرق غلافه الجوي

موجات عملاقة تسرق غلاف المريخ الجوي وتُلقيه في الفضاء

بيانات مسبارَي MAVEN وتيانوان-1 تكشف كيف تُولّد الرياح الشمسية موجات ضخمة تنتزع جزيئات الغلاف الجوي لكوكب المريخ، مما يُلقي ضوءاً على لغز تحوّله من كوكب ربما كان صالحاً للحياة.

ScienceDaily
سطح القمر مع ظهور فوهات القطب الجنوبي في الظل الدائم

الزلازل القمرية قد تكشف عن مخزون مياه خفي تحت سطح القمر

باحثون يثبتون أن الموجات الزلزالية يمكنها الكشف عن طبقات الجليد القمري المختبئة في باطن القمر، مما قد يُيسّر إمداد رواد الفضاء بالمياه والوقود في مهمات الاستكشاف القادمة.

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