این دستگاه افکار را به گفتار آنی ترجمه می‌کند

معمولاً، من طرفدار قرار دادن چیزهای مصنوعی در مغزمان نیستم. اما برای یک ایمپلنت عصبی جدید که به زنی اجازه داده است توانایی تکلم خود را تقریباً ۲۰ سال پس از تحمل یک سکته مغزی ناتوان‌کننده بازیابد، استثنا قائل می‌شوم. این یک داستان دلگرم‌کننده درباره پیروزی‌های عمیق انسانی است که دانشمندان می‌توانند به ارمغان بیاورند، البته اگر همه آن‌ها را بدون دلیل مشخص اخراج نکنید.

پس از ۱۸ سال سکوت، یک زن صحبت می‌کند

لیتل‌جان، کیلو و چو، چول جون و همکاران. «یک پروتز عصبی جریانی مغز به صدا برای بازیابی ارتباط طبیعی.» نوروساینس طبیعت.

در سال ۲۰۰۵، زنی ۳۰ ساله که از سایر جهات سالم بود، ناگهان دچار سرگیجه شد و دریافت که قادر به صحبت کردن نیست. او دچار سکته پونتین (سکته پل مغزی) شده بود که جریان خون به ناحیه پل مغز در ساقه مغز را مسدود می‌کند و او را قادر به برقراری ارتباط کلامی فراتر از چند صدا نمی‌گذاشت.

اما طی چند سال گذشته، این زن که اکنون در اواخر دهه ۴۰ زندگی خود است، توانسته است با کمک یک دستگاه پروتز عصبی که می‌تواند افکار را به صورت آنی به گفتار ترجمه کند، مشابه نرم‌افزارهای رونویسی، دوباره صحبت کند.

یک ایمپلنت در مغز این زن فعالیت عصبی را ثبت می‌کند و آن را به یک واحد صوتی سنتز شده که بر اساس ضبط صدای او قبل از سکته مغزی‌اش ساخته شده است، منتقل می‌کند. این رابط مغز-کامپیوتر نسبت به نسخه‌های قبلی بهبود یافته است زیرا هیچ تأخیر قابل توجهی بین افکار و گفتار برای این زن که با نام کوچک آن (Ann) شناخته می‌شود، وجود ندارد.

پژوهشگران به رهبری کیلو لیتل‌جان و چول جون چو از دانشگاه کالیفرنیا، برکلی گفتند: «ارتباط کلامی طبیعی به صورت آنی اتفاق می‌افتد». «تأخیر در گفتار بیش از چند ثانیه می‌تواند جریان طبیعی مکالمه را مختل کند. این امر مشارکت افراد مبتلا به فلج در گفتگوی معنادار را دشوار می‌کند و به طور بالقوه منجر به احساس انزوا و ناامیدی می‌شود.»

این تیم ادامه داد: «ما یک پروتز عصبی گفتاری 'جریانی' ایجاد کردیم که به طور یکپارچه پنجره‌های کوتاهی از فعالیت عصبی را به صدای قابل شنیدن تبدیل می‌کند بدون اینکه منتظر تلاش برای بیان کل جمله بماند.» «صحبت کردن یکپارچه با ارتباط آنی و با تأخیر کم به میل خود، جزء جدایی‌ناپذیر هویت و تعلق ماست که در افراد مبتلا به آنارتری (ناتوانی در تکلم) به شدت کاهش می‌یابد.»

این مطالعه شامل چند ویدئو از آن است که جملاتی را روی صفحه می‌خواند و سپس از طریق پروتز عصبی به گفتار تبدیل می‌شوند. گفتار هنوز کند و منقطع است و نویسندگان بهبودهای آینده را در مطالعه تشریح می‌کنند، اما این دستگاه با این وجود «گامی بزرگ» به سوی فناوری‌هایی است که می‌توانند گفتار را بازیابی کنند.

علاوه بر کار مبتکرانه تیم، آن نیز شایسته تقدیر فراوان است که بخش زیادی از زمان و انرژی ذهنی خود را صرف اصلاح این دستگاه کرده است.

صحبت از گفتار شد، وقت آن است که به سراغ پرحرف‌ترین‌ها برویم: خفاش‌ها. این هفته، همه ما به «کابوس مهمانی کوکتل» دعوت شده‌ایم، که اصطلاح واقعی برای «چالش شبانه عظیم» خفاش‌هاست که هنگام خروج از غارهای خود با «مانور دادن تحت تداخل شدید صوتی» و «تلاش برای جلوگیری از برخورد» مواجه می‌شوند، طبق یک مطالعه جدید.

گلدشتاین، آیا و مزار، عمر و همکاران. «ضبط‌های روی بدن نشان می‌دهد که چگونه خفاش‌ها تحت تداخل شدید صوتی مانور می‌دهند.» مجموعه مقالات آکادمی ملی علوم.

اساساً، هنگامی که هزاران خفاش با هم به دل شب پرواز می‌کنند، همهمه ای از صداهای پژواک‌یابی تولید می‌کنند که، در تئوری، باید باند صوتی حسی آنها را بیش از حد بارگذاری کند. با این حال به نظر می‌رسد خفاش‌ها می‌توانند به طور یکپارچه در این آشوب صوتی با برخوردهای بسیار کمی حرکت کنند. چگونه این معما را حل کنیم؟ البته با نصب میکروفون روی خفاش‌ها!

دانشمندان به سرپرستی مشترک آیا گلدشتاین از موسسه رفتار حیوانات ماکس پلانک و عمر مزار از دانشگاه تل آویو گفتند: «ما... برخی از خفاش‌ها را به میکروفون‌های روی بدن مجهز کردیم که به ما امکان می‌دهد صحنه شنیداری را از دیدگاه هر خفاش ضبط کنیم.» «این داده‌های منحصر به فرد... به ما امکان داد تا بررسی کنیم که چگونه خفاش‌ها به صورت جمعی در چنین تراکم بالایی حرکت می‌کنند در حالی که به پژواک‌یابی تکیه دارند.»

این آزمایش که بر روی خفاش‌های دم‌موشی بزرگ در دره هولا اسرائیل انجام شد، نشان داد که خفاش‌ها فرکانس‌های پژواک‌یابی خود را هنگام خروج از غار، زمانی که بیشترین تجمع را دارند، تنظیم می‌کنند تا بتوانند بر جلوگیری از برخورد با همسایگان نزدیک خود تمرکز کنند. هنگامی که در فضای باز قرار می‌گیرند، به سرعت به محیط‌های صوتی آرام‌تر پراکنده می‌شوند.

تیم گفت: «ما دریافتیم که خفاش‌ها با پرواز دورتر از غار خود به تدریج پراکندگی خود را افزایش می‌دهند در حالی که هنوز ساختار گروهی را در طی چندین کیلومتر حفظ می‌کنند.» «این استراتژی حرکتی به خفاش‌ها اجازه داد تا به سرعت تراکم گروه را کاهش دهند و در نتیجه، پوشش حسی هم‌نوعان را کاهش داده و خطر برخورد را تقریباً به صفر برسانند.»

به عبارت دیگر، دفعه بعد که در یک «کابوس مهمانی کوکتل» بودید، آداب پژواک خود را رعایت کنید.

لو، جیان و لیانگ، داوی و همکاران. «بکرزایی اختیاری هاپلوئید در تولید مثل جنسی آفتابگردان.» طبیعت.

جای خود را به دیگران بدهید، عیسی مسیح: یک تولد باکره جدید در شهر وجود دارد. دانشمندان این هفته کشف شگفت‌انگیز این موضوع را گزارش کردند که دانه‌های آفتابگردان می‌توانند بدون لقاح رشد کنند، فرآیندی که به عنوان بکرزایی (Parthenogenesis) شناخته می‌شود.

بسیاری از حیوانات و گیاهان - و شاید، مادران خدا - از طریق این شکل تولید مثل فقط زنانه تکثیر می‌شوند، که در آن ماده‌ها به طور غیرجنسی جنین‌های زنده را فقط از تخمک‌های خود تولید می‌کنند.

اما دانشمندانی که در حال کار با «آفتابگردان‌های اخته شده» بودند - که بله، نام گروه موسیقی خوبی است، اما همچنین یک شکل رایج کنترل گرده‌افشانی است - اکنون گزارش داده‌اند که به نوعی تصادفاً یک لقاح پاک انجام داده‌اند.

پژوهشگران به سرپرستی مشترک جیان لو و داوی لیانگ از آزمایشگاه کلیدی دولتی نوآوری ژرم‌پلاسم محصول و اصلاح مولکولی در چین گفتند: «ما به طور اتفاقی کشف کردیم که آفتابگردان‌های اخته شده به طور خود به خود بذر هاپلوئید بکرزا تشکیل می‌دهند.» «تا آنجا که ما می‌دانیم، این اولین گزارش از یک گونه زراعی است که بکرزایی اختیاری را به عنوان یک مسیر پشتیبان نادر و احتمالاً انتخاب نشده برای لقاح ناموفق نشان می‌دهد.»

این کشف می‌تواند پیامدهای بزرگی برای این محصول مهم داشته باشد. تولید مثل جنسی بسیار زمان‌بر است (قابل درک!) بنابراین کشف غیرمنتظره اینکه آفتابگردان‌ها می‌توانند بدون گرده‌افشانی بذر تولید کنند، می‌تواند صنعت چند میلیارد دلاری رو به رشد آفتابگردان را بهینه کند.

گمن، آلیسا-لوئیس مدن و همکاران. «دینامیک اقیانوس‌شناسی آبدره‌ها پناهگاهی برای گونه در معرض خطر انقراض Pycnopodia helianthoides فراهم می‌کند.» مجموعه مقالات انجمن سلطنتی B.

وقت آن است که با لحظه‌ای آرامش به پایان برسانیم. و چه مکانی بهتر از آبدره‌های (فیوردهای) ساحلی بریتیش کلمبیا برای یافتن آرامش؟

نیازی نیست حرف من را قبول کنید؛ فقط از ستاره دریایی آفتابگردان (*Pycnopodia helianthoides*) بپرسید، گونه‌ای که در سال‌های اخیر آنقدر تحت فشار بوده که به معنای واقعی کلمه خود را تکه تکه کرده است. این بیماری وحشتناک، معروف به بیماری تحلیل‌برنده ستاره دریایی، بسیاری از جمعیت‌های ستاره دریایی در سراسر جهان را ویران کرده است، اما *P. helianthoides* از جمله گونه‌هایی است که بیشترین آسیب را دیده و بیش از ۹۰ درصد از جمعیت ساحل اقیانوس آرام خود را از دست داده است.

می‌دانم، می‌دانم، قول آرامش داده بودم! ممکن است نوری در انتهای تونل برای این گونه وجود داشته باشد، زیرا دانشمندان مشاهده کرده‌اند که جمعیت‌ها در پناهگاه‌های آبدره‌ها در امتداد سواحل بریتیش کلمبیا در حال بهبودی هستند. ستاره‌های دریایی در این پناهگاه‌ها لزوماً کمتر در معرض بیماری نیستند، اما شرایط موجود در آبدره‌ها، که به طور منظم با جریان آب شیرین تغذیه می‌شوند، ممکن است به حیوانات شانس بهتری برای بهبودی از عفونت بدهد.

پژوهشگران به رهبری آلیسا-لوئیس مدن گمن از موسسه هاکای گفتند: «به نظر می‌رسد *P. helianthoides* در زیستگاه‌های آبدره نسبت به بیماری تحلیل‌برنده ستاره دریایی (SSWD) متفاوت از آنهایی که در سایر زیستگاه‌ها و مناطق هستند، پاسخ می‌دهند.» «تضاد بین تعامل شوری و دما بر تراکم زیست‌توده در آبدره‌ها و جزایر بیرونی نشان می‌دهد که این زیستگاه‌ها می‌توانند پناهگاهی از بیماری باشند.»

تیم گفت: «ما پیشنهاد می‌کنیم که شرایط اقیانوس‌شناسی منحصر به فرد درون آبدره‌ها، به ویژه از طریق افزایش ورودی آب شیرین در طول ذوب برف، معروف به سیلاب بهاری (freshet)، می‌تواند *P. helianthoides* را در شرایطی نگه دارد که سلامت میزبان را بهینه می‌کند و/یا پیشرفت و انتقال بیماری را محدود می‌کند.»

صادقانه بگویم، اجبار به پاره کردن بدن خود به دلیل استرس محیطی به طرز خطرناکی قابل درک به نظر می‌رسد. اما اگر ستاره‌های دریایی بتوانند پناهگاهی از وضعیت جهنمی خود پیدا کنند، شاید امیدی برای بقیه ما نیز وجود داشته باشد.