به گزارش مدیاتی:پیشرفت‌های اخیر در حوزه یادگیری ماشینی و تحلیل داده‌های زیستی باعث شده هوش مصنوعی بتواند پیش از آن‌که علائم بیماری در بدن ظاهر شوند، نشانه‌های پنهان آن را شناسایی کند. این فناوری می‌تواند تحولی بزرگ در تشخیص زودهنگام، پیشگیری و درمان بسیاری از بیماری‌ها ایجاد کند و جان میلیون‌ها نفر را نجات دهد.
کشف اسرار سلول‌ها: ابزار هوش مصنوعی DOLPHIN چطور بیماری‌ها را زودتر از همیشه شناسایی می‌کند
محققان دانشگاه مک‌گیل گامی بزرگ در حوزه پزشکی برداشته‌اند. آن‌ها ابزار جدیدی مبتنی بر هوش مصنوعی به نام DOLPHIN (دلفین) طراحی کرده‌اند که می‌تواند نشانگرهای پنهان بیماری را در تک‌سلول‌ها آشکار کند؛ کشفی که می‌تواند نحوه تشخیص و درمان بیماری‌ها را متحول سازد.
این پژوهش که در نشریه معتبر Nature Communications منتشر شده، توضیح می‌دهد که DOLPHIN چطور به پزشکان کمک می‌کند تا:
بیماری‌ها را در مراحل بسیار اولیه تشخیص دهند.
تصمیمات درمانی آگاهانه‌تری بگیرند.
پایان دادن به آزمون و خطا در درمان
دکتر جون دینگ، نویسنده ارشد این مقاله، می‌گوید این ابزار پتانسیل بالایی دارد تا بیماران را با درمان‌های شخصی‌سازی شده مطابقت دهد. به این معنا که می‌توان پیش‌بینی کرد کدام درمان برای یک بیمار خاص، بیشترین اثربخشی را خواهد داشت و بدین ترتیب، زمان و هزینه‌های ناشی از روش‌های درمانی ناموفق (آزمون و خطا) به شدت کاهش می‌یابد.
DOLPHIN چطور بهتر از روش‌های سنتی می‌بیند
نشانگرهای بیماری اغلب خود را به شکل تغییرات ظریف در بیان RNA نشان می‌دهند. این تغییرات، سرنخ‌هایی حیاتی در مورد وجود بیماری، میزان جدی بودن آن و نحوه واکنش سلول‌ها به داروهای مختلف ارائه می‌کنند.
مشکل روش‌های قدیمی:
روش‌های سنتی تحلیل ژنتیکی تمایل دارند تمام این سیگنال‌های مهم را در یک عدد واحد برای هر ژن خلاصه کنند. این خلاصه‌سازی، مانند پنهان کردن یک عکس بزرگ زیر یک کادر کوچک است؛ باعث می‌شود تغییرات کلیدی پنهان بمانند و پزشکان تنها یک دید محدود و ناقص از اتفاقات درون سلول داشته باشند.
رویکرد انقلابی DOLPHIN:
هوش مصنوعی DOLPHIN از این مرحله عبور می‌کند. به جای نگاه به کل ژن، DOLPHIN عمیق‌تر می‌شود و دقیقاً نحوه اتصال قطعات کوچک‌تر ژن به نام اگزون‌ها را بررسی می‌کند.
کایلو سونگ، نویسنده اول و دانشجوی دکتری، این موضوع را به شکلی زیبا توضیح می‌دهد:
“ژن‌ها فقط یک بلوک ساده نیستند، بلکه شبیه مجموعه‌های لگو هستند که از قطعات کوچک بسیاری ساخته شده‌اند. با بررسی نحوه اتصال این قطعات، ابزار ما نشانگرهای مهم بیماری را که مدت‌ها نادیده گرفته شده بودند، آشکار می‌کند.”
موفقیت در آزمایش‌های بالینی سرطان
برای اثبات کارایی، تیم تحقیقاتی داده‌های تک‌سلولی بیماران مبتلا به سرطان لوزالمعده را با DOLPHIN تجزیه و تحلیل کردند. نتیجه حیرت‌انگیز بود:
بیش از ۸۰۰ نشانگر بیماری پیدا شد که ابزارهای مرسوم نتوانسته بودند آن‌ها را شناسایی کنند.
DOLPHIN با دقت بالا توانست بیماران مبتلا به سرطان‌های تهاجمی و پرخطر را از موارد کم‌خطرتر متمایز کند.
این اطلاعات دقیق و طبقه‌بندی شده، یک عامل تعیین‌کننده برای پزشکان در انتخاب بهترین مسیر درمانی برای هر بیمار خواهد بود.
آینده‌ای با “سلول‌های مجازی”
این دستاورد تنها یک ابزار تشخیصی نیست، بلکه یک گام مهم به سوی هدف بزرگ‌تر دانشمندان است: ساخت مدل‌های دیجیتال و شبیه‌سازی شده از سلول‌های انسانی.
DOLPHIN با تولید پروفایل‌های تک‌سلولی بسیار غنی‌تر، راه را برای ایجاد شبیه‌سازی‌های مجازی از سلول‌ها هموار می‌کند. این شبیه‌سازی‌ها می‌توانند نحوه رفتار سلول‌ها و واکنش آن‌ها به داروها را پیش از انجام آزمایش‌های واقعی پیش‌بینی کنند.
این رویکرد می‌تواند در آینده، هزینه و زمان مورد نیاز برای توسعه داروها و انجام آزمایش‌های بالینی را به شدت کاهش دهد. گام بعدی محققان، گسترش کارایی این ابزار برای تحلیل میلیون‌ها سلول خواهد بود تا در نهایت، مدل‌های سلولی مجازی کاملاً دقیق و قابل اعتماد ساخته شوند.
