الذكاء الصناعي يتنبأ بأداء القلب ويلتقط علامات «مبكرة» للشلل الرعاش

دراستان أسترالية وأميركية أشارتا لفوائده في التشخيص الطبي

الذكاء الصناعي يتنبأ بالشلل الرعاش قبل حدوثه (شاترستوك)
الذكاء الصناعي يتنبأ بالشلل الرعاش قبل حدوثه (شاترستوك)
TT

الذكاء الصناعي يتنبأ بأداء القلب ويلتقط علامات «مبكرة» للشلل الرعاش

الذكاء الصناعي يتنبأ بالشلل الرعاش قبل حدوثه (شاترستوك)
الذكاء الصناعي يتنبأ بالشلل الرعاش قبل حدوثه (شاترستوك)

في مقابل أحاديث عن سلبيات الذكاء الصناعي، إلى درجة القول بأنه «قد يهدد الوجود البشري»، فإن دراستين حديثتين تشيران إلى أن «الذكاء الصناعي قد يساعد في زيادة العمر البشري عبر تحسين جودة التشخيص الطبي في أمراض القلب ومرض الشلل الرعاش».

ووفق دراسة لباحثين من جامعة كاليفورنيا نشرتها (الأربعاء) دورية «جاما كارديولوجي» فإنه «يُمكن استخدام الشبكات العصبية العميقة (CathEF) وهي فئة من الذكاء الصناعي للتنبؤ بوظيفة المضخة القلبية (الانقباضية) من مقاطع فيديو تصوير الأوعية التاجية».

ويوفر إجراء تصوير الأوعية التاجية تقييما تشخيصيا إكلينيكيا قياسيا لجميع القرارات السريرية، من الأدوية إلى الجراحة، وفي كثير من الحالات يعد تحديد مقدار الكسر القذفي للبطين الأيسر (LVEF) في وقت تصوير الأوعية التاجية أمراً بالغ الأهمية لتحسين اتخاذ القرارات السريرية وقرارات العلاج، لا سيما عند إجراء تصوير الأوعية الدموية لمتلازمات الشريان التاجي الحادة التي قد تهدد الحياة (ACS).

ونظراً لأن البطين الأيسر هو مركز ضخ القلب، فإن قياس الكسر القذفي يوفر معلومات مهمة حول النسبة المئوية للدم الذي يغادر القلب في كل مرة ينقبض فيها، وفي الوقت الحالي، يتطلب ذلك أثناء تصوير الأوعية إجراءً إضافيا يسمى تصوير البطين الأيسر، حيث يتم إدخال قسطرة في البطين الأيسر ويتم حقن صبغة التباين.

والجديد الذي قدمه الذكاء الصناعي هو أن الشبكة العصبية العميقة (CathEF) قد تغني عن ذلك، حيث تقدم نهجاً جديداً يستفيد من البيانات التي يتم جمعها بشكل روتيني خلال كل صورة وعائية لتوفير معلومات غير متوفرة حاليا للأطباء أثناء تصوير الأوعية.

ويقول روبوت أفرام، اختصاصي أمراض القلب التداخلي، وزميل أبحاث سابق في جامعة كاليفورنيا، الباحث الرئيسي بالدراسة، في تقرير نشره الموقع الإلكتروني للجامعة، بالتزامن مع نشر الدراسة، «يقدم الذكاء الصناعي طريقة جديدة لتقييم الكسر القذفي للبطين الأيسر، وهو مقياس مهم لوظيفة القلب أثناء أي تصوير روتيني للأوعية التاجية دون الحاجة إلى إجراءات إضافية أو زيادة التكلفة». وأضاف «إذا كانت الفائدة في هذا التطبيق اقتصادية ومريحة للمريض، الذي قد لا يحتاج إلى عمل قسطرة إضافية، فإن التطبيق المتعلق بتشخيص (الشلل الرعاش) أو ما يعرف بـ(مرض باركنسون) قد يكون أكثر أهمية».

ولا يتم اكتشاف هذا المرض إلا بعد تطوره، لكن الباحثين في جامعة نيو ساوث ويلز بأستراليا نجحوا في بناء أداة ذكاء صناعي يمكنها التنبؤ به بدقة تصل إلى 96 في المائة، قبل ما يصل إلى 15 عاما من التشخيص السريري، بناءً على تحليل المواد الكيميائية في الدم.

وفي الدراسة المنشورة (الأربعاء) بدورية «إيه سي إس سينرتال ساينس»، نظر الباحثون في بيانات الدراسة الإسبانية الأوروبية المستقبلية للتحقيق في السرطان والتغذية (EPIC)، والتي شملت أكثر من 41000 مشارك، أصيب حوالي 90 منهم بمرض باركنسون في غضون 15 عاما. ولتدريب نموذج الذكاء الصناعي، استخدم الباحثون مجموعة فرعية من البيانات تتكون من اختيار عشوائي من 39 مشاركا أصيبوا فيما بعد بمرض باركنسون، وتمت مطابقتهم مع 39 من المشاركين الذين لم يصابوا، وحصلت أداة الذكاء الصناعي على بيانات الدم من المشاركين، وجميعهم كانوا يتمتعون بصحة جيدة وقت التبرع بالدم، وهذا يعني أن الدم يمكن أن يعطي علامات مبكرة للمرض.

وحدد الباحثون مادة كيميائية هي «ترايتيربينويد» كمستقلب رئيسي يمكن أن يمنع مرض باركنسون. ووجدوا أن وفرة «ترايتيربينويد» كانت أقل في دم أولئك الذين أصيبوا بمرض باركنسون مقارنة بأولئك الذين لم يصابوا به. كما تم ربط مادة كيميائية اصطناعية هي (ألكيل متعددة الفلور) كشيء يزيد من خطر الإصابة بالمرض، حيث تم العثور على هذه المادة الكيميائية بكميات أعلى في أولئك الذين أصيبوا لاحقا بالمرض.


مقالات ذات صلة

التمارين الخفيفة تساعد في محو ذكريات الخوف

يوميات الشرق التمارين الرياضية قد تساعد في منع حدوث اضطراب ما بعد الصدمة (مؤسّسة كيسلر)

التمارين الخفيفة تساعد في محو ذكريات الخوف

أظهرت دراسة أجراها باحثون من جامعة «تسوكوبا» اليابانية أنّ ممارسة التمارين الرياضية الخفيفة بانتظام قد تساعد في محو ذكريات الخوف ومنع اضطراب ما بعد الصدمة.

«الشرق الأوسط» (القاهرة)
يوميات الشرق نموذج تطبيقي للتكنولوجيا الجديدة (جامعة بينغهامبتون)

نباتات اصطناعية تُنقّي الهواء وتُولّد الكهرباء

طوَّر فريق بحثي من جامعة أميركية، نباتات اصطناعية قادرة على أن تتغذّى على ثاني أكسيد الكربون، وتُطلق الأكسجين وتُولّد قدراً محدوداً من الطاقة الكهربائية.

«الشرق الأوسط» (القاهرة )
يوميات الشرق العيّنة الصخرية المستخرجة مصدرها مجمع بوشفيلد الناري (جامعة طوكيو)

ميكروبات حيّة في صخور عمرها مليارا عام

عثر باحثون من جامعة طوكيو اليابانية على جيوب من الميكروبات الحيّة داخل صدع مغلق في صخور عمرها مليارا عام.

«الشرق الأوسط» (القاهرة )
صحتك صدمات الطفولة تؤلم مدى العُمر (جامعة كاليفورنيا)

تأثير الصدمات النفسية على الأطفال «أبدي»

كشفت دراسة أميركية أنَّ التعرُّض للصدمات النفسية في مراحل مبكرة من الحياة قد تكون لها آثار طويلة الأمد على الصحة العقلية والجسدية تمتدّ لمدى الحياة.

«الشرق الأوسط» (القاهرة )
يوميات الشرق الفريق أجرى جراحة كهربائية لعلاج انسداد القنوات الصفراوية بواسطة روبوتات مصغرة (المركز الألماني لأبحاث السرطان)

روبوتات بحجم المليمتر تنفذ عمليات جراحية دقيقة

حقّق باحثون في المركز الألماني لأبحاث السرطان إنجازاً جديداً في مجال الجراحة بالمنظار، حيث طوّروا روبوتات مصغرة بحجم المليمتر قادرة على تنفيذ جراحات دقيقة.

«الشرق الأوسط» (القاهرة)

نباتات اصطناعية تُنقّي الهواء وتُولّد الكهرباء

نموذج تطبيقي للتكنولوجيا الجديدة (جامعة بينغهامبتون)
نموذج تطبيقي للتكنولوجيا الجديدة (جامعة بينغهامبتون)
TT

نباتات اصطناعية تُنقّي الهواء وتُولّد الكهرباء

نموذج تطبيقي للتكنولوجيا الجديدة (جامعة بينغهامبتون)
نموذج تطبيقي للتكنولوجيا الجديدة (جامعة بينغهامبتون)

طوَّر فريق بحثي من جامعة «بينغهامبتون» الأميركية، نباتات اصطناعية قادرة على أن تتغذّى على ثاني أكسيد الكربون، وتُطلق الأكسجين وتُولّد قدراً محدوداً من الطاقة الكهربائية؛ يأمل الباحثون أن تزيد معدلاته في المستقبل.

وأعاد أستاذ جامعة «بينغهامبتون» سوكهيون تشوي، وطالبة الدكتوراه مريم رضائي، استخدام بحوثهما حول البطاريات الحيوية التي تستمدّ طاقتها من كائنات حيّة مثل البكتيريا، في تطبيق فكرة جديدة للنباتات الاصطناعية التي يمكنها التغذّي على ثاني أكسيد الكربون، وإطلاق الأكسجين وتوليد القليل من الطاقة، وفق نتائج دراستهما المنشورة في مجلة «أدفانسد سيستنابل سيستمز» المعنيّة بنشر بحوث نُظم الاستدامة المتقدمة.

وقال تشوي، وهو عضو هيئة التدريس في كلية «توماس جيه واتسون للهندسة والعلوم التطبيقية» في جامعة بينغهامبتون: «بعدما مررنا بفترة انتشار وباء (كوفيد-19)، نعلم بشكل خاص أهمية جودة الهواء الداخلي في أي منشأة».

وأضاف في بيان نُشر، الجمعة، على موقع الجامعة: «يمكن لعدد من الأشياء التي نستخدمها في حياتنا أن تولّد مواد سامّة جداً، مثل مواد البناء والسجاد. نتنفّس ونستنشق هذه السموم بشكل مباشر، كما يؤدّي إطلاقها إلى تراكم مستويات ثاني أكسيد الكربون في الجوّ. وثمة مخاطر تأتي من عمليات الطهي، في حين يتسلّل بعضها إلينا من الخارج».

باستخدام 5 خلايا شمسية بيولوجية تتضمّن بكتيريا التمثيل الضوئي الخاصة بها، ابتكر تشوي ومريم رضائي ورقة اصطناعية «كانت في البداية لمجرّد المتعة وقضاء الوقت في ابتكار شيء مفيد»، ثم أدركا أنّ هذا المفهوم الجديد يمكن أن تكون له آثار وتطبيقات أوسع.

لقد بنيا أول تطبيق تكنولوجي لهما بـ5 أوراق، ثم اختبرا معدلات التقاطه لغاز ثاني أكسيد الكربون الضار من الأجواء المحيطة وقدرته على توليد الأكسجين المفيد في المقابل.

ورغم أنّ عملية توليد الطاقة من هذه التكنولوجيا الجديدة يُقدَّر بنحو 140 ميكروواط فقط، مما يعدّ مجرّد فائدة ثانوية، فإن تشوي يأمل في تحسين هذه التكنولوجيا لتحقيق إنتاج يزيد، في حده الأدنى، على 1 ملي واط. ويريد أيضاً دمج نظام لتخزين الطاقة، مثل بطاريات الليثيوم أيون أو المكثفات الفائقة إلى هذه التكنولوجيا.

وهو ما يعلّق عليه بالقول: «أريد التمكُّن من استخدام هذه الكهرباء المتولّدة لشحن الهاتف المحمول أو استخدامها في عمليات أخرى».

ويضيف: «مع بعض الضبط الدقيق، يمكن أن تكون هذه النباتات الاصطناعية جزءاً من كل منزل. ومن السهل رؤية فوائد هذه الفكرة».

وأشارت الدراسة إلى أنّ الأميركيين يقضون في المتوسط نحو 90 في المائة من وقتهم داخل البيوت وأماكن العمل، وأن الهواء الذي نتنفّسه في العمل أو داخل المدرسة أو المنزل يؤثر في صحتنا، ومعظم أنظمة تنقية الهواء باهظة الثمن ومرهقة وتتطلّب التنظيف المتكرّر.