امروزه فناوری چاپ سه بعدی اشیای مختلف، در تمامی حوزه‌ها پیشرفت بسیار زیادی کرده است. در این مطلب با بهترین کاربردهای چاپگرهای سه بعدی در یک سال اخیر آشنا خواهیم شد.

در دنیای امروز ما، افزایش کاربردهای چاپگرهای سه بعدی دیگر هیچ حد و مرزی نمی‌شناسد و محققان در طول یک سال گذشته، استفاده‌های جالب و شگفت‌انگیزی از این فناوری کرده‌اند. در حال حاضر پای این تکنولوژی به زمینه‌های مختلف علمی و هنری نظیر پزشکی، فضایی، محیط زیست، معماری و حتی آشپزی باز شده است. در این مطلب قصد داریم با بهترین کاربردهای چاپگرهای سه بعدی در یک سال اخیر آشنا شویم.

۱- تولید قطعات ماهواره

شرکت‌های هواپیمایی مانند ایرباس و همچنین یک استارتاپ فعال در این حوزه به نام «وان وب» در حال تولید قطعات مختلف ماهواره‌ها به وسیله چاپگرهای سه بعدی هستند. آن‌ها با استفاده از این روش، هزینه تولید برخی ماهواره‌ها را به حدود ۵۰۰ هزار دلار رسانده‌اند. پس از این موفقیت، شرکت بوئینگ نیز تصمیم گرفته برای رقابت کردن با سایر شرکت‌ها از این فناوری بهره بگیرد. مسئولان شرکت بوئینگ اعلام کرده‌اند که قصد دارند سرعت تولید ماهواره‌ها را افزایش داده و از چاپگرهای سه بعدی برای تولید ماهواره‌های چند قطعه‌ای یا ماژولار استفاده کنند.

۲- طرح ستاره خنده در فضا

اخیرا ناسا در اقدامی جالب اعلام کرد که قصد دارد با استفاده از چاپگرهای سه بعدی، در طرح ستاره خنده، اولین اثر هنری تولید شده در خارج از کره زمین را در فضا رها کند. این اقدام از آنجا شروع شد که افراد مختلف می‌توانند با استفاده از اپلیکیشن خنده، از خنده‌ها و قهقهه‌های خود صدابرداری کنند و امواج خنده آن‌ها به صورت یک طرح سه بعدی به نمایش درمی‌آید. گفته شده که تاکنون بیش از صد هزار نفر در این طرح شرکت کرده و طرح‌های سه بعدی ستاره خنده خود را ارسال کرده‌اند.

گفتنی‌ست در ایستگاه فضایی، نوعی دستگاه چاپگر سه بعدی وجود دارد که بدون نیاز به نیروی جاذبه کار می‌کند. فضانوردان با استفاده از این دستگاه، برخی تجهیزات و لوازم ضروری خود را تولید می‌کنند. اندرو راش، رئیس شرکت «ساخت فضا» که توسعه‌دهنده این چاپگرهای سه بعدی در فضاست در این باره اظهار کرد که طرح ستاره خنده برای نمایش همبستگی میان هنر و فناوری اجرا شده و ما نیز بسیار خوشحالیم که در این پروژه سهم داشتیم.

۳- پخت غذا

استفاده در صنایع غذایی و تولید غذاهای مختلف، یکی دیگر از بهترین کاربردهای چاپگرهای سه بعدی است. محققان دانشگاه کلمبیا، یک دستگاه چاپگر سه بعدی را ساخته‌اند که به وسیله آن می‌توان به جای پخت غذا، آن‌ها را چاپ کرد. این چاپگر خانگی به این صورت کار می‌کند که پوره‌های مواد مختلف یخ‌زده را دریافت کرده و غذاهای مختلف، ترکیبات متنوع و طعم‌های مختلف را پخته و ارائه می‌دهد. محققان به سرپرستی پروفسور هاد لیپسون در حال اجرایی کردن پخت غذا با چاپگر سه بعدی هستند. این چاپگر سه بعدی آشپز اکنون در مراحل توسعه قرار دارد و گفته شده که تا سال ۲۰۲۰ میلادی تکمیل و وارد بازار خواهد شد.

۴- ساخت هواپیما

یک هواپیمای چاپ شده توسط چاپگرهای سه بعدی در نمایشگاه هوافضای برلین رونمایی شد. این هواپیمای کوچک، تنها ۲۱ کیلو وزن و ۴ متر طول دارد و فاقد پنجره است. هواپیمای بدون سرنشین THOR که مخفف «آزمایش اهداف فناوری پیشرفته در واقعیت» است، آینده صنعت هوانوردی را به نمایش گذاشته و استفاده از چاپگرهای سه بعدی برای ساخت آن موجب صرفه‌جویی در زمان، سوخت و هزینه شده است. تنها بخش چاپ نشده در هواپیمای THOR، ماده‌ای به نام پلی آمید است که جزو عناصر الکتریکی محسوب می‌شود.

۵- کاهش آلودگی هوا

محققان آمریکایی با بهره‌گیری فناوری چاپ سه بعدی، یک ساختار دستی اسفنج‌مانند ایجاد کردند که به کاهش آلودگی هوا کمک می‌کند. متیو هارتینگز، استاد شیمی در یک دانشگاه آمریکایی، رهبری این تیم را بر عهده داشته و با استفاده از چاپگرهای سه بعدی تجاری، یک ساختار شیمیایی فعال ایجاد کرده است. بر این اساس، یک ماتریس کوچک اسفنج‌مانند پلاستیکی با نانوذرات پراکنده شیمیایی فعال دی اکسید کربن تیتانیوم (TiO2) طراحی شده است.

۶- ساخت اندام مصنوعی با پلاستیک‌های بازیافتی

متخصصان آلمانی با استفاده از چاپگرهای سه بعدی و مواد خام به دست آمده از لیوان‌های پلاستیکی بازیافتی، اندام مصنوعی ارزان‌قیمتی را تولید کرده‌اند. به گفته متخصصان، تنها کاری که در این عملیات بر عهده پزشک درمان‌گر خواهد بود، اندازه‌گیری عضو آسیب‌دیده و تهیه ۲۰ الی ۳۰ عکس از آن و ارسال این تصاویر به چاپگر است. یک نرم افزار نیز مدل سه بعدی بر پایه این اندازه‌ها را تهیه خواهد کرد. متخصصان بر این باورند که هیچ اندامی شبیه به یکدیگر نیست چرا که هر یک از اندام‌ها بر اساس نیازها و اندازه‌گیری دقیق محل قطع یا آسیب عضو، ساخته شده است.

در حال حاضر قیمت یک دستگاه چاپگر حدود ۴ هزار و ۵۰۰ یوروست و زمان ساخت یک عضو به این روش نیز تقریبا ۳۰ دقیقه است. دستگاه‌های چاپگر سه بعدی، دستگاه‌های بسیار حساسی هستند و فشار هوا و دما در طول چاپ باید ثابت بماند. همچنین به دلیل گران بودن مواد مور نیاز برای این کار، متخصصان آلمانی از پلاستیک‌های بازیافتی برای این کار استفاده کرده‌اند.

۷- بازسازی مجسمه‌ها و بناهای تاریخی

از دیگر کاربردهای چاپگرهای سه بعدی می‌توان به استفاده در معماری و ساخت بناها و مجسمه‌ها اشاره کرد. در سال گذشته، نمونه‌ای از مجسمه گاو بالدار نمرود و دو اثر تاریخی دیگر که توسط داعش تخریب شده بود در شهر رم ایتالیا بازسازی شد. این پروژه تحت نظارت باستان‌شناسان و مورخان هنری انجام شد و در آن، علاوه بر گاو بالدار، معبد بعل (مهم‌ترین محوطه باستانی شهر تاریخی پالمیرا در سوریه) و اتاق آرشیو دولتی در شهر تاریخی ابلا در نزدیکی شهر حلب سوریه که توسط داعش تخریب شده بود، با استفاده از چاپگرهای سه بعدی در ابعاد واقعی ساخته شد. قرار است این بناها در محوطه تاریخی کلوسئوم در شهر رم با هدف حفظ میراث فرهنگی به نمایش گذاشته شود.

۸- تولید یک شیشه زیستی با ویژگی‌های غضروف

محققان دانشکده امپریال کالج لندن با همکاری دانشگاه میلانو بیکوکا ایتالیا، شکل منعطفی از شیشه زیستی را تولید کرده‌اند که می‌تواند به عنوان غضروف برای بازسازی زانو به کار گرفته شود. این ماده جدید از سیلیکا و پلیمر پلی کپرولاکتون تشکیل شده و این مواد در زمان ترکیب، مانند غضروف، منعطف اما محکم، بادوام و ارتجاعی هستند. همچنین این ماده برای استفاده در یک چاپگر زیستی نیز مناسب است و دانشمندان با استفاده از آن می‌توانند مواد زیستی را به اشکال مختلف برای پاسخگویی به آناتومی منحصربه‌فرد هر بیمار چاپ کنند.

۹- چاپ لوازم پزشکی در فضا

چاپ لوازم پزشکی به خصوص برای فضانوردان از مهم‌ترین کاربردهای چاپگرهای سه بعدی است. زندگی در فضا اصلا راحت نیست؛ به عنوان مثال اگر یکی از فضانوردان در پایگاه فضایی ISS دچار آسیب‌دیدگی شود و به تجهیزات پزشکی نیاز داشته باشد باید منتظر ماموریت تدارکاتی باشد که چند ماهی به طول می‌انجامد. تقریبا ۵ ماه پیش، یک شرکت جدید با نام ۳D4MD در تورنتو و در حوزه تجهیزات پزشکی فضایی تاسیس شد. این شرکت با بهره‌گیری از فناوری چاپ سه بعدی، تجهیزات پزشکی را با هزینه کمتر برای فضانوردان فراهم می‌کند.

روش ابداعی این شرکت موجب طراحی منابع پزشکی برای درمان بیماری یا جراحت فضانوردان در جریان ماموریت‌های فضایی خواهد شد و امکان چاپ ابزارهای پزشکی در ایستگاه فضایی بین‌المللی فراهم می‌شود. جولین وانگ، موسس شرکت ۳D4MD عنوان کرد که ما با اسکن لیزری، مراحل مختلف ساخت دستکش فضانوردان را ذخیره می‌کنیم و با استفاده از یک نرم افزار مستقل، نمونه دیجیتالی تراشه انگشتی مناسب کاربر را تهیه می‌کنیم؛ در نهایت فایل دیجیتالی از زمین به ایستگاه فضایی ارسال و چاپ سه بعدی در فضا انجام می‌شود.

۱۰- تولید ابزار جراحی با سلولز

محققان دانشگاه MIT توانستند با اضافه کردن رنگ ضدمیکروبی به استات سلولز، دو قیچی جراحی ضدمیکروبی را با چاپگرهای سه بعدی تولید کنند. بنابراین از دیگر کاربردهای چاپگرهای سه بعدی این است که در صورت عدم دسترسی به ابزار جراحی استریل، می‌توان به راحتی ابزارهای مختلف را چاپ و استفاده کرد. همچنین می‌توان با توجه به نیازها، تغییراتی را در ابزارها ایجاد کرده و آن‌ها را با شکل دلخواه چاپ کرد. این روش می‌تواند با استفاده از سلولزهای مقاوم موجب کاهش هزینه و کمک به سلامت محیط زیست شود.

۱۱٫ چاپ سه بعدی ویلچر

یک شرکت طراحی انگلیسی، ویلچر سفارشی جذابی را با استفاده از تکنیک چاپ سه بعدی ساخته است. ویلچر GO پس از تحقیقات بر روی چند کاربر ویلچری و کارشناسان پزشکی در یک دوره ۶ ماهه و جمع‌‌آوری اطلاعات موردنیاز ساخته شد. محصول نهایی می‌تواند باعث از بین رفتن نگاه به ویلچرها به عنوان یک دستگاه پزشکی و ارائه آن‌ها به عنوان یک وسیله نقلیه برای بهبود زندگی شود. این ویلچر که در اردیبهشت سال گذشته و در هفته طراحی Clerkenwell در لندن معرفی شده بود، از ماهیت «ساخت متناسب با اندازه» بهره برده و ساخت آن بدون استفاده از فناوری چاپ سه بعدی، بسیار مشکل و پرهزینه بود. دو قسمت سفارشی این ویلچر، صندلی و تکیه‌گاه پای آن است که به دقت متناسب با شکل بدن، وزن و معلولیت فرد ساخته خواهد شد.

منبع: گجت‌نیوز

دانشمندان طی سال‌های اخیر پیشرفت‌های زیادی در زمینه توسعه رابط‌های کاربری کامپیوتری – مغزی داشته‌اند. دستگاه‌های دارای رابط‌های کاربری این‌چنینی، بدون نیاز به کنترل به وسیله ریموت‌های نرم‌افزاری و سخت‌افزاری و تنها به وسیله تفکرات انسان مدیریت می‌شوند. به این ترتیب می‌توان از پهپادها و ویلپچرها گرفته تا نرم‌افزارها و اپلیکیشن‌های پخش موسیقی را تنها به وسیله فعل و انفعالات ذهنی کنترل کرد. دانشمندان ژاپنی، اخیرا یک ماشین خواندن ذهن طراحی کرده‌اند که بنابر گفته‌های خودشان، یک تحول عظیم در این شاخه از تکنولوژی به وجود خواهد آورد.

ماشین خواندن ذهن محققان ژاپنی قادر است کلمات ژاپنی را تشخیص داده و یک عدد تک رقمی واقع در ذهن کاربر را با دقت ۹۰ درصد حدس بزند. گفتنی است این ماشین خواندن ذهن هیچ‌گونه داده‌ای دریافت نکرده و تمامی اطلاعات از طریق مانیتور امواج مغزی به دست می‌آیند.

این وسیله در دانشگاه صنعتی تویوهاشی ژاپن توسعه پیدا کرده و به کمک یک کلاه موج‌نگاری مغز (EEG) کار می‌کند. این دسته از هدست‌ها با استفاده از الکترودهای قرار گرفته بر روی پوست سر، سیگنال‌های الکتریکی که از سوی مغز منتشر می‌شوند را مانیتور می‌کنند. مهمترین کاربرد این نوع ماشین خواندن ذهن برای افراد معلول است که توسعه و تبدیل شدن آن به یک محصول تجاری، امید را به زندگی آن‌ها بازمی‌گرداند. تعداد بسیار بسیار زیادی از معلولان، تنها به دلیل عدم وجود توانایی‌هایی فیزیکی (و نه مغزی)، قادر به گذران زندگی همچون افراد عادی نیستند، در حالی‌که با توسعه یک ماشین خواندن ذهن می‌توانند تنها با افکار خود، ابزارهای مختلف واقع در محیط اطرافشان را کنترل کرده و مهمتر از آن، با دیگران به راحتی ارتباط برقرار کنند.

البته، این اولین باری نیست که یک ماشین خواندن ذهن را مشاهده می‌کنیم. در سال ۲۰۱۰ یک کلاه موج‌نگاری مغز خانگی ارائه شد که با استفاده از آن، افراد معلول از لحاظ جسمی می‌توانستند با انتخاب نویسه‌های روی یک صفحه کلید مجازی، با دیگران ارتباط برقرار کنند. نکته جالب در مورد این ماشین خواندن ذهن نحوه کار آن بود، به طوری که افراد تنها با تمرکز فکری بر روی یک کاراکتر خاص، آن را انتخاب می‌کردند. در همان سال، محققان دانشگاه یوتا یک نسخه متفاوت از چنین دستگاهی معرفی کردند که امکان قرار دادن آن در بدن افراد وجود داشت. این ماشین خواندن ذهن می‌توانست سیگنال‌های مغز را تبدیل به تعداد محدودی از کلمات کند.

محققان ژاپنی امیدوار به توسعه دستگاهی کاملا نوین هستند، به طوری که با استفاده از آن، افراد فاقد توانایی صحبت کردن بتوانند به راحتی با دیگران ارتباط برقرار کنند. طبق گفته‌های آن‌ها، تبدیل سیگنال موج‌نگار مغز به کلمات، قبل از این به خاطر مقدار داده‌ای که این سیستم‌ها قادر به جمع‌آوری آن بودند محدود می‌شد. اکنون و به لطف توسعه ماشین خواندن ذهن محققان ژاپنی و روش جدید تفسیر این سیگنال‌ها، تنها با استفاده از مجموعه کوچکی از داده‌ها می‌توان به عملکرد بالایی دست پیدا کرد. این روش جدید، براساس تشخیص الگوی جامع و یادگیری ماشین بنا شده است.

با استفاده از تمامی این ترفندها، ماشین خواندن ذهن ژاپنی‌ها می‌تواند با دقت ۹۰ درصد اعداد بین ۰ تا ۹ را که کاربر در حال فکر کردن و تمرکز بر روی آن‌ها است تشخیص دهد. علاوه بر آن، این ماشین می‌تواند با دقت ۶۱ درصد هجده کلمه ژاپنی تک هجایی را تشخیص دهد. با توجه به این موضوع، بیش از پیش به چشم‌انداز توسعه یک ماشین تایپ قدرتمند براساس امواج مغزی نزدیک شده‌ایم.

با توسعه بیشتر این ماشین خواندن ذهن، نه تنها تحولی اساسی در زندگی افراد معلول ایجاد خواهد شد، بلکه می‌توان از این ماشین به عنوان یک رابط کامپیوتری بدون مرز برای افراد عادی استفاده کرد. محققان ژاپنی تصمیم دارند ماشین خواندن ذهن خود را توسعه داده و تا پنج سال دیگر، یک وسیله با قابلیت اتصال به گوشی‌های هوشمند عرضه کنند. محققان میزان توسعه خود در این تکنولوژی را در کنفرانس Interspeech امسال بیان می‌کنند. این کنفرانس، شهریور سال جاری و در کشور سوئد برگزار خواهد شد.

سیاره جدیدی کشف شده است که می‌تواند در صدر لیست مکان‌های مناسب برای جستجوی حیات بیگانه قرار گیرد.

جنس این سیاره، همانند زمین، سنگی است و تنها ۴۰ سال نوری با ما فاصله دارد. به‌علاوه در کمربند حیات ستاره خود قرار گرفته، یعنی جایی که آب به حالت مایع می‌تواند وجود داشته باشد.

سیارات دیگری نیز هستند که در چنین منطقه مناسبی از ستاره میزبان خود قرار گرفته‌اند. شاید معروفترین آنها، سیستم سیاره‌ای تراپیست-۱ باشد که به تازگی کشف آن اعلام شده است. اما اگر بخواهیم از میان این موارد، بهترین گزینه برای جستجوی حیات بیگانه را اعلام کنیم، سیاره LHS 1140b به عنوان اولین انتخاب، خودنمایی خواهد کرد.

اما چه شرایطی باعث شده تا شانس این سیاره برای دربرداشتن حیات، بالا باشد؟ در ادامه به بررسی این شرایط می‌پردازیم.

جو سیارات فراخورشیدی

در طول بیست سال گذشته، هزاران سیاره فراخورشیدی کشف شده است که تعدادی از آنها شرایط اولیه لازم برای زیست‌پذیر بودن را دارا هستند. به این صورت که سیاراتی سنگی همچون زمین بوده و در کمربند حیات ستاره خود قرار گرفته‌اند.

سیاره LHS 1140b نیز این شرایط را داراست. این سیاره نوری برابر ۰٫۴۶ نوری که زمین از خورشید دریافت می‌کند را از ستاره میزبان خود به‌دست می‌آورد. قطر آن نیز ۱٫۴ برابر قطر زمین است و جرمی ۶٫۶ برابر جرم زمین دارد. پس باید آن را یک ابرزمین نامید.

گام بعدی برای تعیین زیست‌پذیری یک سیاره، بررسی جو آن است. ترکیبات جو می‌تواند نشان دهد که آیا سیاره موردنظر، عناصر لازم برای شکل‌گیری حیات (همچون اکسیژن و کربن دی‌اکسید) را دارد. یا این‌که نشانه‌های وجود حیات (مثلا اکثر متان جو زمین توسط موجودات زنده شکل گرفته) روی خود را داراست یا خیر.

تیم محقق کاشف سیاره LHS 1140b معتقدند این سیاره یکی از بهترین گزینه‌ها برای بررسی دقیق‌تر ترکیبات جو سیاره است.

این سیاره بیگانه، ابتدا به روش گذر کشف شده است. یعنی روشی که در آن با اندازه‌گیری کاهش اندک در نور ستاره، که از عبور قرص سیاره از جلوی ستاره ناشی می‌شود، پی به وجود سیاره می‌برند. در این روش می‌توان با نگاه به نوری که از جو سیاره عبور می‌کند و به ما می‌رسد، از ترکیبات جو آن نیز، تا حدودی آگاه شد. سیارات دیگر، همچون سیاره پروکسیما قنطورس، از جلوی ستاره خود گذر نمی‌کنند و به روش سرعت شعاعی کشف می‌شوند که امکان مطالعه جو آنها به این وسیله فراهم نیست.

تعدادی از سیارات نیز هستند که می‌توان آنها را به هر دو روش گذر و سرعت شعاعی بررسی کرد. به این صورت دو پارامتر مهم جرم و اندازه سیاره و در نتیجه چگالی آن بدست می‌آید.

دانستن چگالی سیاره، برای مطالعات جو آن موضوع مهمی است. به‌طور مثال چگالی بالای سیاره LHS 1140b از یک طرف نشان‌دهنده قدرت گرانشی زیاد سیاره برای نگه داشتن جو خود است. از طرف دیگر، این گرانش بالا، باعث شده تا جو سیاره فشرده شود و مطالعه نور عبوری از این جو نازک، یعنی مطالعه عناصر تشکیل‌دهنده جو، کاری دشوارتر محسوب شود.

ستاره‌ای سرد

موضوع دیگری که مناسب بودن این سیاره برای شکل‌گیری حیات را عنوان می‌کند، ستاره میزبانش است. هرچند که این ستاره، با ستاره خورشید ما تفاوت بسیاری دارد.

ستاره LHS 1140، کوتوله‌ای قرمز است که اندازه‌ای یک پنجم خورشید ما دارد و بسیار سردتر است. نکته مثبت این ستاره، نور ساطع‌شده کمتر آن است. به این صورت که مطالعه سیاراتی که اطراف ستاره‌های پرنوری چون خورشید در گردشند، بسیار مشکل است. نور چنین ستاره‌هایی، سیاره را به کل از دید ما خارج می‌کند. این مشکل درباره ستاره‌های کم‌نور، تا حد زیادی بهبود پیدا می کند.

به علاوه، ستاره‌های کوتوله از نوع M، فراوان‌ترین ستاره‌های موجود در کهکشان راه شیری ما هستند. تا حدی که برخی دانشمندان درصدد اجرای برنامه‌های جستجوی سیارات فراخورشیدی، تنها در اطراف چنین ستاره‌هایی هستند.

اما این نوع از ستارگان، در اوایل زندگی خود بسیار خشن بوده و تابش‌های قدرتمندی از خود ساطع می‌کنند. تابش‌هایی که می‌تواند آب یا حیات احتمالی شکل‌گرفته روی سیارات آنها را نابود سازد. با این حال ستاره LHS 1140 کوتوله قرمز تقریبا آرامی است. در مقایسه، ستاره تراپیست، تابش‌های شدیدتر و بیشتری داشته و فوران‌های طول موج ایکس آن نیز بسیار قدرتمند است.

برای اطمینان یافتن بیشتر از مقدار تابش ستاره LHS 1140، قرار شده است تا تلسکوپ هابل، نگاه دقیق‌تری به آن بیاندازد. همچنین برنامه بعدی این است که جو این سیاره توسط هابل بررسی شود. تلسکوپ‌های بزرگ دیگری همچون جیمزوب که در سال ۲۰۱۸ پرتاب خواهد شد نیز در آینده‌ای نزدیک، بررسی‌های دقیق‌تری از این سیاره به عمل خواهند آورد.

هرچند ممکن است در نهایت، نشانی از حیات روی این سیاره یافت نشود، اما در حال حاضر، بهترین گزینه ما برای جستجوی حیات بیگانه، همین سیاره است. ستاره‌های کوتوله قرمز، بیشترین جمعیت ستاره‌های راه شیری را شکل می‌دهند. بنابراین هرگونه اطلاعات کسب شده از این سیاره، می‌تواند به ستاره‌شناسان در تعیین ویژگی‌های بخش بزرگی از سیارات کهکشان ما، کمک‌های بسیاری برساند.

اکثر ما در برهه‌های زمانی خاص با مشکل خواب مواجه می‌شویم، اما این موضوع برای برخی افراد سال‌هاست تبدیل به یک عادت شده است. اگر جزو افرادی هستید که همیشه تا دیروقت بیدار مانده و برای خوابیدن در ساعت‌هایی معقول و پیش از نیمه‌های شب مشکل دارید، شاید مقصر اصلی این زندگی جغدگونه نوع ژن‌های بدن شماست! مطالعات اخیر، یک جهش ژنتیکی را کشف کرده‌اند که به‌طور قابل ملاحظه‌ای ریتم شبانه‌روزی افراد را جابه‌جا می‌کند؛ افراد دارای این ژن شب‌ها بیدار بوده و صبح‌ها می‌خوابند. آیا مورد شما مشکل خواب است یا تغییر ژنتیکی؟

ساعت شبانه‌روزی داخلی و طبیعی بدن همان چیزی است که چرخه و زمان خواب و بیداری ما را مدیریت می‌کند. این چرخه خواب و بیداری ۲۴ ساعته، فرآیندهای بیولوژیکی زیادی را شامل می‌شود، فرآیندهایی که کاهش و افزایش برخی از هورمون‌های خاص در بدن را مدیریت می‌کنند. اما بسیاری از افراد با اختلال خواب مواجه بوده و مشکل خواب آن‌ها رفته رفته از میل شدید به خواب تبدیل به بی‌خوابی مزمن شده است.

یکی از دسته‌بندی‌های اختلالات خواب، تاخیر اختلال فاز خواب (DSPD –> Delayed Sleep Phase Disorder) نام داشته و ابتلا به آن سبب می‌شود فرد نتواند در ساعات ابتدایی شب به خواب برود. افراد دارای مشکل خواب از نوع DSPD دارای ساعت شبانه‌روزی آشفته‌ای هستند، یعنی هورمون‌های عمومی آن‌ها، که با توجه به چرخه عادی و ساعت منظم بدن ترشح می‌شوند، دارای تاخیر در ترشح هستند. با مطالعه سطح ملاتونین بیماران مبتلا به DSPD، محققین متوجه یک تاخیر عجیب و خاص در زمان افزایش سطح ملاتونین آن‌ها شدند. مایکل دبلیو یانگ (Michael W. Young) به عنوان نویسنده ارشد این مطالعه درباره مشکل خواب در دانشگاه راکفلر نیویورک گفت:

سطح ملاتونین، در بیشتر افراد بین ساعت ۹ تا ۱۰ شب رفت رفته رفته افزایش پیدا می‌کند. با مطالعه بر روی افراد دارای مشکل خواب از نوع DSPD دریافتیم این فرآیند، در بدن آن‌ها بعد از ساعت ۲ و یا ۳ بامداد اتفاق می‌افتد.

محققین حین مطالعه DNA این دسته از بیماران، جهش خاصی در یک ژن با نام CRY1 پیدا کردند، ژنی که پیش از این نیز تصور می‌شد بر روی چرخه شبانه‌روزی و عادی ساعت بدن تاثیر دارد. جهش در این ژن سبب می‌شود یک نوع پروتئین در بدن بیش از حد طبیعی تولید شود. از طرفی این پروتئین خاص، سبب جلوگیری از تولید هورمون‌های لازم برای انتقال یک فرد به حالت خواب در زمان شبانه‌روزی طبیعی بدن وی می‌شود. به عبارت دیگر، عدم تولید این هورمون‌ها که به خاطر تولید بیش از حد یک نوع خاص پروتئین است، باعث می‌شود بدن فرد دیرتر از بقیه افراد بفهمد اکنون وقت خواب است.

بد نیست بدانید ملاتونین یک هورمن است که در غده کوچکی در مغز ایجاد شده و در تنظیم چرخه خواب و بیداری بدن انسان نقش دارد. در غذاهایی همچون انواع گوشت‌، حبوبات، میوه‌ها و سبزی‌ها به میزان کمی از این ماده یافت می‌شود. ملاتونین به صورت مکمل‌های غذایی نیز به فروش می‌رسد، هر چند به عقیده پزشکان ارزش غذایی آن‌ها پایین است.

مطالعه بر روی افراد دارای مشکل خواب از نوع DSPD نشان داد بیمارانی که این نوع ژن در بدن آن‌ها وجود دارد، دارای نیم ساعت تا دو ساعت و نیم تاخیر در ساعت آغاز خواب هستند. در مطالعه بر روی هفتاد فرد در قالب شش خانواده مشخص شد سی و هشت نفری که دارای این نوع ژن خاص هستند، یا دارای الگوهای خواب بسیار نامنظم بوده و یا همواره دیرتر از بقیه افراد به خواب می‌روند.

مطالعات بالینی نشان داده‌اند حدود ده درصد از مردم دنیا از نوعی از DSPD رنج می‌برند. همچنین مطالعه جدید دانشمندان دانشگاه راکفلر نیویورک نشان داده این نوع ژن خاص در تمامی افراد مبتلا به DSPD وجود ندارد. محققین با دسترسی به یک بانک اطلاعاتی بزرگ از ژن‌های مختلف به این نتیجه رسیده‌اند احتمالا بین هر هفتاد و پنج نفر غیر از نژاد اروپایی و مخصوصا غیر فنلاندی، یک نفر این نوع خاص از ژن را در بدن خود دارد. الینا پتکا (Alina Patke) به عنوان دانشیار پژوهشی این مطالعه بر روی مشکل خواب افراد گفت :

پیدا کردن دلیل مشکل خواب به معنی رفع شدن آن در آینده‌ای نزدیک نیست. البته بعید نیست یک فرد متخصص، با در نظر گرفتن ابعاد این مکانیزم دارویی برای درمان مشکل خواب ایجاد شده به وسیله این ژن ایجاد کند.

آیا باید با مشکل خواب ایجاد شده به این نحو کنار آمد؟

در هر صورت این تغییر ژنتیکی، سبب ایجاد یک مشکل شده است و باید هر طور شده آن را برطرف کرد. یکی از راه‌های پیشنهادی برای رفع مشکل افراد دارای این ژن خاص و یا در حالت کلی، مبتلا به مشکل خواب از نوع DSPD، این است در طول روز بیشتر در معرض نور مستقیم خورشید قرار گرفته و برای درست کردن ساعت خواب و همچنین بیدار شدن خود، کمی فشار را تحمل کنند. به عنوان نمونه چند روز خود را حسابی خسته کرده و از طرفی سعی کنند زود به رخت خواب بروند و صبح روز بعد، به هر ترفندی شده به موقع از جای خود بلند شوند.

منبع: گجت‌نیوز