تطوير نظام ذكاء اصطناعي جديد لاكتشاف الإصابة بألزهايمر مبكرًا

أعلن فريق من الباحثين الإيطاليين أنهم طوروا نظم ذكاء اصطناعي يتعرف على أولى علامات مرض ألزهايمر المسبب للخرف والعته الدماغي، فيما أعلن علماء أميركيون وبريطانيون أنهم عثروا على علاقة لأحد الجينات غير المعروفة بالإصابة بالمرض، وهو الأمر الذي سيغير النظريات السائدة حول عوامل الخطر الجينية للمرض. وقال باحثون في جامعة باري الإيطالية إن نظمهم الذكية رصدت بدايات ألزهايمر، بعد تدقيقها لصور مسوحات الدماغ للمعرضين لهذا المرض قبل عقد من السنين من إصابتهم به. ويأتي هذا التطوير ضمن توجهات الباحثين الطبيين حول العالم لرصد المرض مبكراً، بعد أن عجز الأطباء حالياً عن ذلك.

وطور الباحثون خوارزميات - وهي برمجيات كومبيوترية تتبع نهجاً محدداً - تسمح بتحليل صور المسح بأشعة الرنين المغناطيسي بهدف التعرف على التغيرات في البنية الداخلية للدماغ نتيجة الإصابة بالمرض. وقالوا إن دقة نجاح هذا التحليل تقارب نسبة 80 في المائة. ويرجح الخبراء أن تدخل مثل هذه النظم الذكية إلى حيز العمل في المستشفيات الحكومية خلال السنوات العشر المقبلة، إلا أنها قد تستخدم في زمن أقصر بالمستشفيات الخاصة.

نظم ذكاء صناعي

وتتعلم هذه البرمجيات، وتتدرب، أثناء عملها في رصد علامات المرض الأولى، من دون برمجتها مسبقا ومن دون ضخ معلومات متواصلة إليها. ويعني هذا أنها ستزود العلماء ربما بعلامات إضافية عن بدايات المرض لا تُعرف حتى الآن. وقالت الدكتورة ماريانا لاروكا البرمجيات الجديدة التي تم تدريبها على 38 من صور المسوحات التي أُجرِيَت على مصابين بمرض ألزهايمر، وصور أخرى من مسوحات أُجرِيَت على 29 من الأصحاء. ثم جرب الفريق العلمي البرمجيات على مسوحات لمجموعة أخرى من 148 شخصاً، 52 منهم كانوا من المرضى، و48 من المصابين بخلل طفيف في الإدراك تطور المرض لديهم ليصابوا لاحقاً بمرض ألزهايمر بعد مرور 10 سنوات.

وقد نجحت نظم الذكاء الاصطناعي بالتفريق بين أصحاب الدماغ السليم والدماغ المصاب بالمرض بنسبة 86 في المائة، كما ظهر أن الدقة وصلت أيضاً إلى 84 في المائة عند تفريق النظم بين الأصحاء والمصابين بخلل طفيف في الإدراك أصيبوا بالمرض لاحقاً.

ويؤدي الخلل الطفيف في الإدراك إلى حدوث مشاكل في التذكر واسترجاع الذاكرة، إلا أنه لا يؤدي إلى التأثير على الوظائف اليومية. ومع ذلك فإنه يقود للإصابة بالمرض. ويصعب على الأطباء تشخيص الحالة المرضية اعتماداً على أعراض هذا الخلل الأولية لأنها قد تكون من الأعراض العادية لتقدم العمر.

ويصيب مرض ألزهايمر وأمراض الخرف الأخرى ملايين الأشخاص في العالم، ولا يوجد أي عقار شافٍ له ولا يتمكن الأطباء من رصده مبكراً بهدف علاج المصابين بسرعة. ولذا يعتقد كثير من الخبراء أن النظم الجديدة ستساعد الأطباء في تشخيص المرض قبل ظهور أعراضه. ويُذكر أن باحثين أميركيين من معهد ماساتشوسيتس للتكنولوجيا ومن جامعة ويسترن ريزيرف في أوهايو قد استخدموا آلات ذكاء اصطناعي تتعلم على كيفية رصد تطور مرض ألزهايمر، كما نجح باحثون في جامعة ماكجيل الكندية في تحقيق نسبة 84 في المائة من دقة توقع حدوث المرض قبل سنتين فقط من حدوث المرض.

ونقلت مجلة "نيو ساينتست" عن الدكتورة لاروكا أن الفحص بنظم الذكاء الاصطناعي سيكون أرخص ويوفر راحة أكثر للمرضى من طرق التدخل التي تدرس الترسبات داخل المخ، كما أنه يمكن أن يوظف لرصد علامات الخلل الطفيف في الإدراك مباشرة، إضافة إلى احتمال تطوره وتوظيفه في المستقبل لرصد بدايات مرض باركنسون أيضاً. وعلق داو براون مدير قسم الأبحاث في جمعية ألزهايمر البريطانية على الدراسة بأن نتائجها تعتبر واعدة لأنها ترصد أولى علامات الخرف التي يصعب التعرف عليها. إلا أنه أضاف أن دقة النظم لا تزال غير كافية حتى الآن. ويتوقع الخبراء أن تصبح نظم الذكاء الاصطناعي منتشرة في المجالات الطبية، حيث وضعت وزارة الصحة البريطانية توقعات لحدوث مقابلات للمرضى مع النظم الذكية البديلة للأطباء، بحلول عام 2028.

خطر جيني جديد

على صعيد ثانٍ قال علماء في جامعة ساوث كاليفورنيا الأميركية وجامعة مانشستر البريطانية، إنهم عثروا على عامل جيني مستقل يلعب دوره في حدوث مرض ألزهايمر ما قد يغير الفرضيات الحالية حول الجينات المسببة للمرض. وحتى الآن سادت الفرضية القائلة إن الجين المسمى "أبو إي 4 ApoE4 هو العلامة الجينية الرئيسية للإصابة بألزهايمر وبأمراض الخرف الأخرى، إذ إنه مسؤول عن تراكم الكولسترول في الأوعية الدموية، كما أن نسخة منه يطلق عليها "إي 4" (e4) ترتبط بقوة بخطر الإصابة بمرض ألزهايمر.

واكتشف الباحثون الذين نشروا نتائج دراستهم في مجلة "بلوس وان"، أن الجين المسمى "توم 4" (TOMM40) هو لاعب أساسي في حدوث المرض وهو "قائد أوركسترا" لعمليات تدهور الإدراك المصاحب لأمراض الخرف.

وقالت ثاليدا ارباونغ طالبة الدكتوراه في كلية علم النفس بجامعة ساوث كاليفورنيا المشاركة في الدراسة: "في العادة كان الجين (أبو إي 4) يعتبر العامل الجيني الخطر الرئيسي في حدوث تدهور الإدراك والإصابة بألزهايمر وأمراض الخرف، إلا أن دراستنا وجدت أن المتغير الجيني (توم 40) في الواقع كان أكثر قوة من الجين الأول في حدوث تدهور في الذاكرة المباشرة - أي القدرة على الاحتفاظ بالمعلومات الجديدة".

واختبر الباحثون برئاسة كارول بريسكوت البروفسورة في الجامعة "الذاكرة المباشرة" وكذلك "استرجاع الذاكرة المتأخر" لدى مجموعات من الأشخاص. والذاكرة المباشرة تشبه استماع الشخص إلى شروح حول اتجاهات الطريق مثلاً، ثم تذكرها بهد الانتهاء من الشرح. أما استرجاع الذاكرة المتأخر فيعني أن بمقدور الشخص تذكر اتجاهات الطريق تلك بعد مرور زمن على شرحها.

ودقق الباحثون في عمل نحو 1.2 مليون من المتغيرات الجينية في الجينوم البشري للبحث عن رابطة تربط بين أحدها ونتائج اختبارات الذاكرة البشرية التي أجروها، ولم يعثروا على رابطة قوية بين كل من الذاكرة المباشرة واسترجاع الذاكرة المتأخر إلا عند الجين "توم 40"، كما وجدوا أيضاً الرابطة بين ذلك والجين "أبو إي 4". وقال العلماء إن نتائجهم تشير إلى احتمال وجود تأثير مباشر من الجين "توم 40" على تدهور الذاكرة بصورة مستقلة عن تأثير نسخة "إي 4" من الجين الأول.