الذكاء الاصطناعي يتنبأ بالأمراض عبر تحليل بيانات النوم

تطرأ على الجسم والعقل تغيرات كثيرة أثناء النوم (رويترز)
تطرأ على الجسم والعقل تغيرات كثيرة أثناء النوم (رويترز)
TT

الذكاء الاصطناعي يتنبأ بالأمراض عبر تحليل بيانات النوم

تطرأ على الجسم والعقل تغيرات كثيرة أثناء النوم (رويترز)
تطرأ على الجسم والعقل تغيرات كثيرة أثناء النوم (رويترز)

نجح نموذج ذكاء اصطناعي، طوّره باحثون من كلية الطب بجامعة ستانفورد الأميركية، في استخدام التسجيلات التي تطرأ على الجسم والعقل خلال ليلة نوم واحدة للتنبؤ باحتمالية إصابة الشخص بأكثر من 100 حالة مرضية.

ووفق الباحثين قد يُنذر النوم المتقطع بيومٍ مُرهق، ولكنه يمكن أن يُشير أيضاً إلى أمراضٍ قد تُصيب الشخص بعد سنوات. ويُعرف النموذج الجديد باسم «سليب إف إم (SleepFM)»، وقد تم تدريبه على ما يقارب 600 ألف ساعة من بيانات النوم التي جُمعت من 65 ألف مشارك.

ووفق الدراسة المنشورة، الثلاثاء، في مجلة «نيتشر ميديسن»، تأتي بيانات النوم من «تخطيط النوم المتعدد»، وهو تقييم شامل للنوم يستخدم أجهزة استشعار متنوعة لتسجيل نشاط الدماغ، ونشاط القلب، وإشارات التنفس، وحركات الساقين، وحركات العين، وغيرها.

وقال الدكتور إيمانويل مينيو، أستاذ طب النوم في جامعة ستانفورد، وأحد مؤلفي الدراسة، في بيان الثلاثاء: «نسجل عدداً هائلاً من الإشارات عند دراسة النوم. إنه نوع من علم وظائف الأعضاء العامة الذي ندرسه لمدة 8 ساعات على شخص يخضع للدراسة بشكل كامل. إنها بيانات غنية جداً». ووفق الدراسة لا يُستخدم سوى جزء ضئيل من هذه البيانات في أبحاث النوم الحالية. ومع التقدم في مجال الذكاء الاصطناعي، أصبح من الممكن الآن فهم جزء أكبر بكثير منها.

وأضاف الدكتور جيمس زو، الأستاذ المشارك في علوم البيانات الطبية الحيوية، وأحد مؤلفي الدراسة: «من منظور الذكاء الاصطناعي، لا يزال النوم موضوعاً لم يحظَ بالدراسة الكافية. رغم أهميته البالغة في الحياة».

كم هائل من البيانات

للاستفادة من الكم الهائل من بيانات النوم، بنى الباحثون نوعاً من نماذج الذكاء الاصطناعي القادرة على تدريب نفسها على كميات هائلة من البيانات، وتطبيق ما تعلمته على نطاق واسع من المهام. وتُعد نماذج اللغة الكبيرة مثل «شات جي بي تي (ChatGPT)» أمثلة على النماذج الأساسية التي تُدرَّب على كميات ضخمة من النصوص.

لا يزال النوم موضوعاً لم يحظَ بالدراسة الكافية (جولوبوفي - أدوبي ستوك)

النموذج تمكن من دمج مصادر بيانات متعددة -مثل تخطيط الدماغ الكهربائي، وتخطيط القلب الكهربائي، وتخطيط العضلات الكهربائي، وقراءة النبض، وتدفق الهواء أثناء التنفس-، واستخلاص كيفية ارتباطها ببعضها البعض. وكما وصف زو: «من بين التطورات التقنية التي حققناها في هذا العمل، إيجاد طريقة لتنسيق جميع أنماط البيانات المختلفة هذه، بحيث تتكامل معاً لتعلّم لغة مشتركة».

التنبؤ بالأمراض

بعد مرحلة التدريب، تمكّن الباحثون من ضبط النموذج بدقة لمهام مختلفة. ووفق الباحثين، حقق النموذج الجديد أداءً مماثلاً أو أفضل من أحدث النماذج المستخدمة حالياً. ثمّ انتقل الباحثون إلى هدف أكثر طموحاً: وهو التنبؤ بظهور الأمراض في المستقبل من بيانات النوم. ولتحديد الحالات التي يُمكن التنبؤ بها، احتاجوا إلى ربط بيانات تخطيط النوم المتعدد المستخدمة في التدريب مع النتائج الصحية طويلة الأمد للمشاركين أنفسهم.

وقام النموذج الجديد بتحليل أكثر من 1000 فئة مرضية في السجلات الصحية، ووجد 130 فئة يمكن التنبؤ بها بدقة معقولة من خلال بيانات نوم المريض. وكانت تنبؤات النموذج قوية بشكل خاص بالنسبة للسرطانات، ومضاعفات الحمل، وأمراض الدورة الدموية، والاضطرابات العقلية.

قال زو: «يُرتب النموذج الأفراد حسب احتمالية تعرضهم لحدث ما -كالنوبة القلبية مثلاً- في وقت أبكر. وقد ثبت أن تنبؤات النموذج تتوافق مع ما حدث فعلياً في 80 في المائة من الحالات». وأردف: «لقد فوجئنا بقدرة النموذج على تقديم تنبؤات مفيدة لمجموعة متنوعة من الحالات».

ووفق الباحثين تفوق النموذج الجديد في التنبؤ بمرض باركنسون، والخرف، وأمراض القلب الناتجة عن ارتفاع ضغط الدم، والنوبة القلبية، وسرطان البروستاتا، وسرطان الثدي، والوفاة.


مقالات ذات صلة

دراسة تربط بين الاعتماد على تطبيقات محادثة الذكاء الاصطناعي والاكتئاب

صحتك شعار تطبيق المحادثة بالذكاء الاصطناعي «شات جي بي تي» (إ.ب.أ)

دراسة تربط بين الاعتماد على تطبيقات محادثة الذكاء الاصطناعي والاكتئاب

دراسة تقول إن الأشخاص الذين يستخدمون تطبيقات محادثة الذكاء الاصطناعي باستمرار خارج العمل قد يكونون أكثر عرضة لأعراض الاكتئاب من غيرهم.

«الشرق الأوسط» (لندن)
الاقتصاد شركة ​«أوبن إيه آي» إحدى أكثر الشركات تأثيراً في العصر الحالي (رويترز)

«إنفيديا» تنفي تعثر خطتها للاستثمار في «أوبن إيه آي»

قال جنسن هوانغ، الرئيس التنفيذي لشركة «إنفيديا»، اليوم السبت، إن الشركة تعتزم استثمار مبلغ «ضخم»، ربما يكون الأكبر في تاريخها، في شركة ​«أوبن إيه آي».

«الشرق الأوسط» (لندن)
الاقتصاد «إنفيديا» كانت ستمنح «أوبن إيه آي» الأموال اللازمة لشراء رقائق متطورة تعد أساسية للحفاظ على هيمنتها في الذكاء الاصطناعي (رويترز)

تعثر خطة «إنفيديا» لاستثمار 100 مليار دولار في «أوبن إيه آي»

تعثرت خطة «إنفيديا» لاستثمار ما يصل إلى 100 مليار دولار في «أوبن ​إيه آي» لمساعدتها على تدريب وتشغيل أحدث نماذجها للذكاء الاصطناعي.

«الشرق الأوسط» (واشنطن)
تكنولوجيا ينتقل الذكاء الاصطناعي في القطاع المصرفي من مرحلة التجارب إلى التشغيل واسع النطاق ليصبح جزءاً من البنية الأساسية لاتخاذ القرارات الحساسة (شاترستوك)

الذكاء الاصطناعي في العمل المصرفي… هل يتحول من أداة مساعدة إلى بنية أساسية؟

يدخل الذكاء الاصطناعي العمل المصرفي بوصفه بنية أساسية، حيث تُدار القرارات آلياً، وتقاس الثقة رقمياً، وتتصاعد تحديات الحوكمة، والبيانات، والاحتيال.

نسيم رمضان (لندن)
الاقتصاد الصفحة الرئيسية لـ«تشات جي بي تي» تظهر عليها عبارة «مرحباً بكم في أوبن إيه آي» - بافاريا (د.ب.أ)

عمالقة التكنولوجيا يخططون لاستثمار 60 مليار دولار في «أوبن إيه آي»

ذكرت صحيفة «ذا إنفورميشن» يوم الأربعاء، أن شركات «إنفيديا» و«أمازون» و«مايكروسوفت» تُجري محادثات لاستثمار ما يصل إلى 60 مليار دولار في شركة «أوبن إيه آي».

«الشرق الأوسط» (نيويورك)

«حبوب البراز» تبشر بنقلة نوعية في علاج السرطان

طبيب أمراض معدية يعد كبسولات دواء تحتوي على عينات براز في مختبر بكندا (أرشيفية - أ.ب)
طبيب أمراض معدية يعد كبسولات دواء تحتوي على عينات براز في مختبر بكندا (أرشيفية - أ.ب)
TT

«حبوب البراز» تبشر بنقلة نوعية في علاج السرطان

طبيب أمراض معدية يعد كبسولات دواء تحتوي على عينات براز في مختبر بكندا (أرشيفية - أ.ب)
طبيب أمراض معدية يعد كبسولات دواء تحتوي على عينات براز في مختبر بكندا (أرشيفية - أ.ب)

أظهرت تجربتان سريريتان كنديتان جديدتان أن تناول مرضى السرطان ما يُعرف بـ«حبوب البراز» قد يخفف من الآثار الجانبية السامة لأدوية السرطان، بل ويعزز من استجابة المرضى للعلاج المناعي.

وبحسب صحيفة «نيويورك بوست» الأميركية، فإن هذه الحبوب، التي تُعرَف أيضاً باسم «كبسولات زرع البراز الميكروبي (FMT)»، تُستخلص من براز متبرعين أصحاء يحتوي على بكتيريا نافعة. وعند تناولها، تُساعد على استعادة توازن ميكروبيوم الأمعاء.

وفي التجربة الأولى، سعى علماء من «معهد لوسون للأبحاث» إلى تحديد مدى سلامة استخدام «حبوب البراز» إلى جانب العلاج المناعي لمرضى سرطان الكلى.

وشملت التجربة 20 مريضاً، وأظهرت النتائج أن «حبوب البراز» قد تخفف من بعض الآثار الجانبية الشديدة المرتبطة بالعلاج المناعي، مثل التهاب القولون والإسهال الشديد، وهي مضاعفات قد تجبر بعض المرضى على إيقاف العلاج المنقذ للحياة.

أما التجربة الثانية التي قادها باحثون من جامعة مونتريال، فركزت على ما إذا كان تناول «حبوب البراز» يُعزز الاستجابة للعلاج المناعي لدى مرضى سرطان الرئة وسرطان الجلد.

ووجد الباحثون أن 80 في المائة من مرضى سرطان الرئة استجابوا للعلاج المناعي بعد تلقي «حبوب البراز»، مقارنةً بنسبة تتراوح بين 39 في المائة و45 في المائة بين من تلقوا العلاج المناعي وحده.

كما استجاب 75 في المائة من مرضى سرطان الجلد الذين تناولوا حبوب البراز بشكل إيجابي للعلاج، مقارنةً بنسبة تتراوح بين 50 في المائة و58 في المائة فقط ممن تلقوا العلاج المناعي وحده.

يرجّح الباحثون أن فعالية هذه الكبسولات تعود إلى قدرتها على إعادة التوازن للبكتيريا النافعة في الأمعاء والتخلص من الأنواع الضارة، ما ينعكس إيجابياً على الجهاز المناعي واستجابته للعلاج.

وعلى الرغم من أنها غير تقليدية، فإن فكرة زرع البراز ليست جديدة تماماً، فقد استُخدمت في البشر منذ عام 1958، وفي الحيوانات منذ نحو مائة عام.

وفي عام 2022، وافقت هيئة الغذاء والدواء الأميركية على زرع البراز لعلاج العدوى الخطيرة التي تسببها بكتيريا المطثية العسيرة (C. diff)، وهي بكتيريا تُسبب الحمى والإسهال والتشنجات.

كما خضع هذا العلاج للدراسة لعلاج مجموعة من الأمراض، بما في ذلك التهاب القولون التقرحي وداء «كرون»، بل وجُرِّب أيضاً علاج «مضاد للشيخوخة».


«نبضات» ثاني أكسيد الكربون... أمل جديد بمواجهة «الشلل الرعاش» وألزهايمر

الطريقة الجديدة قد تساعد في الوقاية من أمراض عصبية مثل مرض باركنسون أو ألزهايمر (أ.ف.ب)
الطريقة الجديدة قد تساعد في الوقاية من أمراض عصبية مثل مرض باركنسون أو ألزهايمر (أ.ف.ب)
TT

«نبضات» ثاني أكسيد الكربون... أمل جديد بمواجهة «الشلل الرعاش» وألزهايمر

الطريقة الجديدة قد تساعد في الوقاية من أمراض عصبية مثل مرض باركنسون أو ألزهايمر (أ.ف.ب)
الطريقة الجديدة قد تساعد في الوقاية من أمراض عصبية مثل مرض باركنسون أو ألزهايمر (أ.ف.ب)

كشفت دراسة علمية حديثة عن طريقة غير متوقَّعة قد تساعد في طرد الفضلات السامة من الدماغ، وربما حتى الوقاية من الأمراض العصبية المرتبطة بهذه السموم، مثل مرض باركنسون (الشلل الرعاش) أو ألزهايمر.

وبحسب موقع "ساينس آليرت" العلمي، فقد أشارت الدراسة، التي أجراها باحثون من جامعة نيو مكسيكو، إلى أن رفع مستويات ثاني أكسيد الكربون في الدم بشكل متقطع يمكن أن ينشّط ما يُعرف بـ «النظام الغليمفاوي»، وهو نظام اكتُشف حديثاً نسبياً، ويعمل كـ«شبكة صرف صحي» تنظف الدماغ من الفضلات والبروتينات السامة.

كيف تعمل هذه التقنية؟

عندما ترتفع مستويات ثاني أكسيد الكربون في الدم لفترات قصيرة، تتمدد الأوعية الدموية ثم تنقبض، الأمر الذي يحفّز حركة السائل الدماغي الشوكي. هذه الحركة تساعد على دفع الفضلات خارج الدماغ، بطريقة تشبه ما يحدث طبيعياً أثناء النوم العميق.

وقد شارك في الدراسة 63 شخصاً مسنّاً، من بينهم 30 مريضاً بباركنسون. خضع المشاركون لجلسات تنفس تضمنت نبضات قصيرة منتظمة، مدتها 35 ثانية تقريباً، من هواء غني بثاني أكسيد الكربون، تليها فترات تنفس هواء طبيعي، بينما كان الباحثون يراقبون نشاط الدماغ باستخدام التصوير بالرنين المغناطيسي.

يؤدي هذا التدخل، المسمَّى «فرط ثاني أكسيد الكربون المتقطع»، إلى زيادة مؤقتة في مستويات ثاني أكسيد الكربون في الدم. وقد أدى إلى تغيير تدفق السائل النخاعي الشوكي لدى كل من المشاركين الأصحاء والمصابين بمرض باركنسون، بحسب ما أظهرته الدراسة.

في تجربة أخرى، شملت 10 مشاركين، 5 منهم مصابون بمرض باركنسون، خضع المشاركون لثلاث جلسات من فرط ثاني أكسيد الكربون المتقطع، مدة كل منها 10 دقائق. ثم قُيست مستويات ثاني أكسيد الكربون في دمائهم بعد نحو 45 و90 و150 دقيقة.

ووجد الباحثون زيادة في تدفق السائل النخاعي كما ارتفعت مستويات الفضلات الدماغية في الدم، مما يشير إلى تحسن عملية التصفية.

وأظهر أحد المشاركين في الدراسة وجود بروتينات بيتا أميلويد في دمه، وهي مؤشر حيوي لمرض ألزهايمر، مما يشير إلى انتقال هذه السموم من الدماغ إلى الدم ويدل على تحسّن عملية الإزالة.

ويتوقع الباحثون أن «فرط ثاني أكسيد الكربون المتقطع قد يُسهم في إزالة الببتيدات والبروتينات المرتبطة بمرض ألزهايمر، مما يُبرز إمكانية استخدامه كعلاج مُعدِّل للمرض لدى المرضى».

لكن، رغم النتائج الواعدة، يؤكد الباحثون أن هذه التجارب لا تزال في مراحلها الأولية، ولا يُعرف بعد ما إذا كان هذا التأثير طويل الأمد.

ويعمل الفريق البحثي حالياً على دراسة ما إذا كانت تمارين التنفس العميق، مثل تلك المستخدمة في اليوغا، والتاي تشي، قادرة على تحقيق تأثير مشابه بطريقة طبيعية وآمنة.


الساعات الذكية تكشف اضطراب ضربات القلب أكثر من الفحوص الطبية

الساعات الذكية تكشف عن اضطراب ضربات القلب (رويترز)
الساعات الذكية تكشف عن اضطراب ضربات القلب (رويترز)
TT

الساعات الذكية تكشف اضطراب ضربات القلب أكثر من الفحوص الطبية

الساعات الذكية تكشف عن اضطراب ضربات القلب (رويترز)
الساعات الذكية تكشف عن اضطراب ضربات القلب (رويترز)

أشارت دراسة حديثة إلى أن الساعات الذكية من علامات تجارية مثل «أبل» و«غوغل» و«سامسونغ»، المزوَّدة بوحدة استشعار لتخطيط كهربية القلب، تعدُّ وسيلةً أفضل للكشف عن اضطراب ضربات القلب الخطيرة مقارنة بالفحوص الطبية التقليدية.

وركزت الدراسة، التي أجراها مركز أمستردام الطبي الجامعي، على الرجفان الأذيني، وهو أكثر اضطرابات ضربات القلب شيوعاً في العالم، والذي غالباً ما يحدث بشكل غير منتظم ولا يسبب أعراضاً ملحوظة لدى الكثيرين.

وقاد طبيب القلب ميشال وينتر، وطالبة الدكتوراه نيكول فان ستاين، بحثاً حول ما إذا كانت الأجهزة القابلة للارتداء، مثل الساعات الذكية، تساعد على الكشف عن هذه الاضطرابات في وقت مبكر وبدقة أكبر من الطرق الحالية.

وفي حالة الرجفان الأذيني، ينبض أذينا القلب بشكل غير منتظم، مما قد يؤدي إلى تكون جلطات دموية في القلب. وإذا انتقلت هذه الجلطات إلى الدماغ، فقد تسبب سكتة دماغية، كما أوضح الباحثون.

ونظراً لأن الرجفان الأذيني غالباً ما يحدث بشكل متقطع، أو قد لا تظهر على المرضى أي أعراض، فإنه غالباً ما يمر دون تشخيص خلال زيارات الطبيب الروتينية، وفق ما ذكرته «وكالة الأنباء الألمانية».

وأجرى الفريق البحثي دراسة شملت 437 مريضاً فوق سن 65 عاماً معرضين لخطر الإصابة بالسكتة الدماغية. ارتدى نصفهم ساعات ذكية لمدة 12 ساعة على الأقل يومياً على مدار 6 أشهر، بينما تلقَّى النصف الآخر الرعاية الطبية المعتادة دون مراقبة رقمية.

وتمَّ استخدام وظيفتين في الساعة الذكية وهما قياس النبض الضوئي باستخدام تقنية قياس حجم الدم الضوئي (بي بي جي)، وتخطيط رسم القلب الكهربائي (إي سي جي) لتسجيل النشاط الكهربائي للقلب.

وفي حين أن قراءات النبض قد تشير فقط إلى وجود اضطرابات، فإن رسم القلب الكهربائي ضروري لتأكيد تشخيص الرجفان الأذيني.

وقد دأب كثير من الشركات المُصنِّعة الكبرى على توفير هذه الميزات بوصفها ميزات قياسية في الساعات الذكية منذ سنوات.

وتم الكشف عن الرجفان الأذيني في مجموعة مستخدمي الساعات الذكية أكثر بـ4 مرات مقارنة بالمجموعة الضابطة. وتحديداً، تم تشخيص وعلاج 21 مستخدماً للساعات الذكية، مقابل 5 مستخدمين فقط في المجموعة التي لم تستخدم الساعات.

مع ذلك، لم تكن تقنية الساعات الذكية خالية من الخطأ، إذ أشارت فان ستاين لـ«وكالة الأنباء الألمانية» إلى وجود إنذارات خاطئة، حيث لم يتم تشخيص سوى نصف المرضى الـ72 الذين رصدتهم الساعة بالرجفان الأذيني.

وفي ظل ازدياد الضغط على النظام الصحي، تتيح الأجهزة القابلة للارتداء مراقبة أعداد كبيرة من السكان دون الحاجة إلى زيارات متكررة للمستشفيات، كما أوضح وينتر.

ويعتقد الباحثون أن المستشفيات ستشهد انخفاضاً في حالات السكتة الدماغية الناتجة عن الرجفان الأذيني إذا أمكن فحص المرضى على نطاق واسع بهذه الطريقة، مما يسمح بعلاجهم في مراحل مبكرة جداً من المرض.