تكنولوجيا «YURIO».. نقلة نوعية في دراسة سلوك الحيوان

قام فريق بحثي مشترك من جامعات ناغويا وأوساكا وتوهوكو في اليابان بتطوير تقنية فريدة من نوعها أطلقوا عليها اسم «YURIO»، والتي تجمع بين خوارزميات الذكاء الاصطناعي وأنظمة التحفيز العصبي الفوري، بهدف التحكم بدقة في سلوك الحيوانات وتوجيهه نحو مسارات محددة. وتتميز هذه التقنية بقدرتها على تحليل الأنماط السلوكية المعقدة للحيوانات في الوقت الفعلي، ثم تحويلها إلى أوامر تصحيحية ترسل مباشرة إلى الجهاز العصبي للحيوان، مما يسمح بتعديل حركته أو سلوكه بشكل فوري ودقيق.

دقة تصل إلى 90% في تتبع السلوكيات الحيوانية

أثبتت التجارب التي أجراها الفريق نجاح التقنية في تتبع سلوكيات متنوعة لدى عدد من الفصائل الحيوانية، حيث بلغت دقة التتبع نحو 90%. وشملت هذه السلوكيات أنماط تقاسم الغذاء لدى النمل، والتفاعلات الاجتماعية لبعض أنواع الأسماك، بالإضافة إلى سلوكيات التزاوج لدى الفئران. وقد أتاحت هذه التقنية للباحثين دراسة هذه السلوكيات بدقة لم تكن ممكنة من قبل، مما يوفر بيانات قيمة لفهم الأنظمة البيولوجية المعقدة.

حل لمشكلة التحفيز الجماعي غير الانتقائي

أوضح الباحثون أن التقنية تعالج إحدى أبرز الإشكاليات التي واجهت الأنظمة السابقة، والتي كانت تعتمد على تحفيز شامل يؤثر في جميع الكائنات ضمن بيئة التجربة في آن واحد. ففي حين كانت الأنظمة القديمة تستخدم أشعة ضوئية لتنشيط الخلايا العصبية داخل المختبر بأكمله، مما يؤدي إلى استجابة جماعية غير انتقائية، تتيح تقنية «YURIO» توجيه التحفيز الضوئي إلى كائن محدد بعينه — كذبابة أثناء الطيران أو نملة خلال لحظة سلوك معينة — في أجزاء من الثانية، من دون التأثير على الكائنات المجاورة.

الأوبسينات.. المفاتيح البيولوجية للتحكم العصبي

من الناحية التقنية، اعتمد الباحثون على تعديلات وراثية على الخلايا العصبية للحيوانات، حيث تم إدخال بروتينات حساسة للضوء تعرف بـ«الأوبسينات». تعمل هذه البروتينات كمفاتيح بيولوجية، حيث تنشط أو تثبط الخلايا العصبية عند تعرضها لأطوال موجية محددة. وخلال التجارب، كانت المنظومة تراقب السلوك لحظة بلحظة، وما إن يتم رصد السلوك المستهدف، ترسل إشارة كهربائية فورية إلى مصدر ضوئي يوجه أشعته بدقة نحو الحيوان المعني، مما يؤدي إلى فتح قنوات الأيونات في أغشية الخلايا العصبية وتعديل النشاط العصبي والسلوكي بشكل فوري.

آفاق واسعة في البحث العلمي والتطبيقات العملية

يرى الباحثون أن هذه التقنية قد تفتح آفاقاً جديدة في دراسة الأنظمة البيولوجية المعقدة، وتعزز أدوات البحث في علوم الأعصاب. كما تبرز إمكاناتها التطبيقية في مجالات مثل مهمات البحث والإنقاذ في البيئات الوعرة التي يصعب على الروبوتات التقليدية الوصول إليها. ويأمل الفريق أن تساهم هذه التقنية في تطوير حلول مبتكرة لمشكلات بيئية واجتماعية متعددة، من خلال فهم أعمق لسلوكيات الحيوانات وديناميكياتها الاجتماعية.

تجارب ناجحة على فصائل حيوانية متنوعة

شملت التجارب التي أجراها الفريق عدداً من الفصائل الحيوانية، بما في ذلك النمل والأسماك والفئران. وقد أظهرت النتائج قدرة التقنية على تتبع سلوكيات هذه الفصائل بدقة عالية، مما يوفر بيانات دقيقة يمكن استخدامها في الأبحاث العلمية والتطبيقات العملية. كما تمكنت التقنية من تعديل سلوك الحيوانات في الوقت الفعلي، مما يفتح الباب أمام استخدامات مستقبلية واسعة في مجالات متعددة، من بينها الزراعة المستدامة والرعاية الصحية الحيوانية.

مستقبل واعد للتقنية في مختلف المجالات

يعتقد الباحثون أن تقنية «YURIO» قد تشكل نقلة نوعية في مجال دراسة سلوك الحيوان، حيث تتيح لهم التحكم الدقيق في سلوكيات الحيوانات ودراسة أنماطها بدقة لم تكن ممكنة من قبل. كما يأمل الفريق أن تساهم هذه التقنية في تطوير حلول مبتكرة لمشكلات بيئية واجتماعية متعددة، من خلال فهم أعمق لسلوكيات الحيوانات وديناميكياتها الاجتماعية. ويشير الباحثون إلى أن هذه التقنية قد تكون الخطوة الأولى نحو تطوير أنظمة أكثر تعقيداً يمكنها التحكم في سلوكيات الكائنات الحية بدقة متناهية، مما يفتح آفاقاً جديدة في مجال البحث العلمي والتطبيقات العملية.