یک «اطلس بدن» مبتنی بر هوش مصنوعی به دانشمندان در مطالعه چاقی کمک میکند و به جای بررسی جداگانه اندامها، اثرات آن را در سراسر بدن یکجا نشان میدهد.
یک ابزار جدید هوش مصنوعی نقشهای از این که چاقی چگونه در سطح سلولی بر کل بدن تاثیر میگذارد تهیه کرده و نشان میدهد آسیبها بسیار فراتر از بافت چربی گسترش یافتهاند.
آگهی
آگهی
نتایج این پژوهش که در نشریه نیچر منتشر شده (منبع به زبان انگلیسی)، حاصل کار پژوهشگران مرکز هلمهولتس مونیخ، دانشگاه لودویگ ماکسیمیلیان مونیخ و چند نهاد همکار است.
این چارچوب هوش مصنوعی که MouseMapper نام دارد، یک اطلس سهبعدی دقیق از کل بدن میسازد. این سیستم به طور همزمان در میان دهها میلیون ساختار، اندامها، اعصاب و سلولهای ایمنی را شناسایی میکند.
تا پیش از این، دانشمندان فقط میتوانستند تغییرات ناشی از بیماری را اندام به اندام بررسی کنند. این سامانه امکان مشاهده کل بدن را در قالب یک تحلیل واحد فراهم میکند.
هوش مصنوعی چگونه بدن را نقشهبرداری میکند
برای ساخت این اطلس، پژوهشگران در موشها اعصاب و سلولهای ایمنی را با نشانگرهای فلورسنت برچسبگذاری کردند. سپس روی حیوانات از روشهای شفافسازی بافت استفاده شد که بدن را از نظر نوری شفاف میکند اما سیگنالهای فلورسنت را حفظ میکند.
میکروسکوپی ویژه با روش برش نوری، اسکنهای سهبعدی با وضوح بالا از کل بدن تولید کرد. سپس هوش مصنوعی به طور خودکار این تصاویر را تحلیل و ۳۱ اندام و نوع بافت را نقشهبرداری کرد.
این کار به پژوهشگران امکان داد همزمان ببینند التهاب و آسیبهای ساختاری در کدام نقاط بدن رخ میدهد.
undefined
آسیبهای مرتبط با چاقی در چندین اندام
این nhóm سامانه را روی موشهایی آزمایش کرد که با رژیم غذایی پرچرب تغذیه میشدند. این حیوانات دچار چاقی و تغییرات متابولیک مشابه انسان شدند.
نتایج نشان داد التهاب گسترده و تغییرات بافتی در چندین اندام از جمله بافت چربی، کبد و عضله رخ داده است.
با این حال غیرمنتظرهترین یافتهها در دستگاه عصبی بود.
پژوهشگران دریافتند در عصب سهقلو که مسئول حس صورت است، تغییرات ساختاری عمدهای رخ داده است. در موشهای چاق، شاخهها و پایانههای این عصب کمتر شده بود.
این موضوع نشاندهنده از دست رفتن عملکرد طبیعی حسی بود. آزمونهای رفتاری تایید کرد که واکنش موشها به لمس و تحریک کاهش یافته است.
نشانههایی که در انسان هم دیده میشود
پژوهشگران سپس نمونههای بافتی انسانی افراد دچار چاقی را تحلیل کردند.
آنها تغییرات مولکولی مشابهی را در گره سهقلو، مرکز عصبی مرتبط با حس صورت، یافتند.
این یافتهها نشان میدهد آسیب عصبی مرتبط با چاقی که در موشها مشاهده شده، ممکن است در انسان نیز رخ دهد.
گامی به سوی «دوقلوهای دیجیتال» بیماریها
پژوهشگران میگویند این پلتفرم میتواند شیوه مطالعه بیماریهای پیچیده را دگرگون کند.
به جای تمرکز بر یک اندام در هر بار، دانشمندان اکنون میتوانند ببینند بیماریها چگونه بر کل بدن به عنوان یک سامانه به همپیوسته اثر میگذارند.
این گروه امیدوار است در آینده «دوقلوهای دیجیتال» موجودات زنده را بسازد. با این کار پژوهشگران میتوانند پیش از انجام آزمایشهای فیزیکی، پیشرفت بیماری و اثر درمانها را به شکل شبیهسازی شده بررسی کنند.
چنین ابزارهایی میتواند فرایند کشف دارو را تسریع کند و نیاز به آزمایش روی حیوانات را کاهش دهد.