الذكاء الاصطناعي لضبط توازن مرضى باركنسون

بتوظيف الخوارزميات وأجهزة الاستشعار القابلة للارتداء

الذكاء الاصطناعي لضبط توازن مرضى باركنسون
TT

الذكاء الاصطناعي لضبط توازن مرضى باركنسون

الذكاء الاصطناعي لضبط توازن مرضى باركنسون

يعتمد الأطباء على الملاحظات الشخصية والمعدات المتخصصة لقياس التوازن لدى الأفراد الذين يعانون من حالات مثل مرض باركنسون، والإصابات العصبية، والتدهور المرتبط بالعمر. وقد تفتقر هذه الأساليب، وخاصة منها الذاتية، إلى الدقة، ويصعب إدارتها عن بعد، وغالباً ما تكون غير متسقة.

ولمعالجة هذه القيود، طور باحثون من جامعة فلوريدا أتلانتيك نهجاً جديداً باستخدام أجهزة استشعار يمكن ارتداؤها وخوارزميات التعلم الآلي المتقدمة التي يمكن أن تعيد تعريف ممارسات تقييم التوازن.

5 مواقع للاستشعار

استخدم الباحثون أجهزة استشعار وحدة القياس بالقصور الذاتي Inertial (IMU) Measurement Unit القابلة للارتداء التي تم وضعها في خمسة مواقع من الجسم: الكاحل، والفقرات القطنية في أسفل الظهر، وعظم القص، والمعصم، والذراع.

ولدى جمع البيانات اتبع الباحثون بروتوكول الاختبار السريري المعدل للتفاعل الحسي على التوازن (m - CTSIB)، حيث تم اختبار 4 حالات حسية: عندما تكون العينان مفتوحتين ومغلقتين عند الوقوف على الأسطح المستقرة والرغوية. واستغرق كل اختبار نحو 11 ثانية، لمحاكاة سيناريوهات التوازن المستمر.

راصدات الظهر والكاحل

قام العلماء بمعالجة واستخراج الميزات من بيانات المستشعر الأولية، ثم طبقوا 3 خوارزميات التعلم الآلي لتقدير درجات هذا الاختبار. أنتجت أجهزة الاستشعار في الفقرات القطنية والكاحل أعلى أداء في تقدير درجة التوازن.

وخلص الباحثون، الذين نشروا دراستهم في مجلة «Frontiers in Digital Health»، إلى أن «النتائج التي توصلوا إليها تمهد الطريق لإجراء تقييمات أكثر دقة وملاءمة للتوازن». وذكروا أن هذا النهج لديه «إمكانات هائلة لتعزيز تقييم أداء التوازن وإدارته في مختلف البيئات، بما في ذلك البيئات السريرية، وإعادة التأهيل، والمراقبة عن بعد».


مقالات ذات صلة

اجعل هاتفك حر اليدين

تكنولوجيا اجعل هاتفك حر اليدين

اجعل هاتفك حر اليدين

يُعد «سناب 4 لوكس» من شركة «أوهسناب - Ohsnap) ملحقاً متعدد الوظائف، يجعل الهواتف الذكية حرة اليدين حقاً.

غريغ أيلمان (واشنطن)
تكنولوجيا يُعد «Exynos W1000» أول معالج من «سامسونغ» يطبق تقنية معالجة متقدمة مقاس 3 نانومتر (سامسونغ)

تعرّف على مزايا أول معالج من «سامسونغ» مخصص للساعات الذكية المقبلة

قبل أيام من حدث «Galaxy Unpacked»، تكشف «سامسونغ» عن معالج «إكسينوس W1000» المتوقع ظهوره لأول مرة في سلسلة «غالاكسي واتش».

نسيم رمضان (لندن)
تكنولوجيا يتم تشفير محادثات «iMessage» من المرسل إلى المتلقي مما يوفر مستوى عالياً من الخصوصية للرسائل (شاترستوك)

كيف تغادر محادثة «iMessage» جماعية مع وجود مستخدم لنظام «أندرويد»؟

تصبح مغادرة محادثة «iMessage» جماعية على أجهزة «آيفون» مرهقة مع وجود مستخدم لنظام «أندرويد»، إليك الأسباب وطريقة الخروج.

نسيم رمضان (لندن)
تكنولوجيا محطة الشحن«إي إس آر كيو آي 2» ثلاثة في واحد

أجهزة للشحن السريع ومكبّرات صوت لاسلكية محمولة

إليكم بعض الأجهزة والأدوات الجديدة.

غريغ أيلمان (واشنطن)
تكنولوجيا تلفزيون «تي سي إل كيو إم 8»

أفضل أجهزة تلفزيون «كيه 4» الأكثر سطوعاً لعام 2024

عندما يتعلق الأمر بالتلفزيونات، لا يوجد نقص في الخيارات للاختيار من بينها -سواء عند التسوق على الإنترنت أو في المتاجر. تتوفر الآن أجهزة التلفزيون لعام 2024 …

«الشرق الأوسط» (واشنطن)

متغيّر جيني قد يكمن وراء تفاوت مضاعفات السكري

العلاج الجيني لنقص الانزيم يقلل من حالات اعتلال الشبكية السكري
العلاج الجيني لنقص الانزيم يقلل من حالات اعتلال الشبكية السكري
TT

متغيّر جيني قد يكمن وراء تفاوت مضاعفات السكري

العلاج الجيني لنقص الانزيم يقلل من حالات اعتلال الشبكية السكري
العلاج الجيني لنقص الانزيم يقلل من حالات اعتلال الشبكية السكري

وجد الباحثون في دراسة حديثة أن تشخيص مرض السكري والعلاج اللازم لمنع مضاعفاته قد يتأخر لدى الأشخاص الذين يحملون المتغير الجيني «نقص إنزيم الغلوكوز 6 فوسفات ديهيدروجينيز» لأنه يرتبط بانخفاض مستويات السكر التراكمي، وهو علامة سريرية تستخدم على نطاق واسع لمستويات الغلوكوز في الدم.

وخلصت الدراسة المنشورة في 25 يونيو (حزيران) 2024 في مجلة «نتشر مديسن» Nature Medicine، إلى أن اختبار الاختلافات الجينية التي تسبب نقص الإنزيم يمكن أن يؤدي إلى تحسينات في الطريقة التي يقوم بها الأطباء بتشخيص وعلاج مرض السكري، ما يساعد على تقليل التفاوت الملحوظ منذ فترة طويلة في مضاعفات مرض السكري بين الأفراد من أصول أوروبية وأفريقية، حيث يرتبط الاختلاف الجيني الشائع بين الأشخاص من أصل أفريقي بزيادة خطر حدوث مضاعفات مرض السكري، بما في ذلك اعتلال شبكية العين لدى المصابين به.

اضطراب وراثي

نقص إنزيم الغلوكوز 6 فوسفات ديهيدروجينيز G6PDdef، هو اضطراب وراثي يحدث عندما لا يكون لدى الجسم ما يكفي من الإنزيم (G6PD) الذي يساعد خلايا الدم الحمراء على العمل ويحميها من المواد الضارة.

ويحدث هذا الاضطراب بسبب خلل وراثي في الإنزيم المهم الذي يشارك في استقلاب خلايا الدم الحمراء. ويؤدي هذا الخلل إلى تدمير خلايا الدم الحمراء عند التعرض لبعض الأمراض أو الأدوية، مما يسبب ظهور أعراض مثل اصفرار الجلد، وبياض العينين، والبول الداكن، وأحياناً آلام في الظهر أو البطن.

ويعد نقص الإنزيم مرتبطاً بكروموسوم «إكس» X، مما يعني أن الذكور يتأثرون بشكل رئيسي، وتكون الإناث حاملات للجين المعيوب. ومع ذلك، فإن نشاط جين الغلوكوز 6 فوسفات ديهيدروجينيز متغير بدرجة كبيرة، لذلك في بعض الأشخاص لا يعمل الإنزيم تماماً كما ينبغي. وفي حالات أخرى لا يعمل على الإطلاق.

وهذا العيب شائع عند الذكور من أصول أفريقية أو أميركية سوداء، وهو شائع أيضاً بين الأشخاص الذين لديهم أسلاف من حوض البحر الأبيض المتوسط، مثل المنحدرين من أصول إيطالية ويونانية وعربية، والأشخاص الذين لديهم أسلاف من آسيا.

ويعاني أكثر من 400 مليون شخص حول العالم من نقص إنزيم الغلوكوز 6 فوسفات ديهيدروجينيز. ورغم أن معظم المشاركين في الدراسة كانوا من الرجال فإن ملايين النساء يتعرضن أيضاً لخطر متزايد للإصابة بمضاعفات مرض السكري إذا حملن نسخة من متغير الإنزيم.

تأثير المتغير على الشبكية والكلية

يسبب المتغير نقصاً في إنزيم الغلوكوز 6 فوسفات ديهيدروجينيز، ما يؤدي إلى قصر عمر خلايا الدم الحمراء، وبالتالي انخفاض مستويات السكر التراكمي HbA1c. وهذا التناقص يمكن أن يخفي المدى الحقيقي لارتفاع السكر في الدم ما يجعل السيطرة على مرض السكري صعبة. وقد وجد العلماء في تحليلهم أن الأفراد من أصول أفريقية غير إسبانية المصابين بهذا المتغير كانت لديهم احتمالية أعلى بكثير للإصابة باثنين من مضاعفات مرض السكري هما اعتلال الشبكية السكري واعتلال الكلية السكري مقارنة بالأفراد الذين لا يعانون من المتغير، رغم تلقي العلاج القياسي للرعاية لخفض مستوى السكر في الدم أي مستويات السكر التراكمي.

وكشفت الدراسة الحالية عن تسعة مواقع أو مواضع على الكروموسومات لم يتم الإبلاغ عنها سابقاً التي ارتبطت باعتلال الشبكية السكري، بما في ذلك متغير جيني متكيف تطورياً قد يفسر بعض التباين العرقي في مضاعفات مرض السكري. واعتلال الشبكية السكري هو تلف الأوعية الدموية في شبكية العين والأعصاب في الجزء الخلفي من العين، الذي يمكن أن يسبب فقدان البصر الدائم. وقد تم ربط الاعتلال سابقاً بالتغيرات الجينية التي تسمى تعدد أشكال النوكليوتيدات المفردة SNP Single nucleotide polymorphism، وهو اختلاف في التسلسل الجيني الذي يؤثر على واحدة فقط من وحدات البناء الأساسية.

وقد تمت دراسة هذه الارتباطات في المقام الأول لدى الأفراد من أصول أوروبية وآسيوية، حيث يتراوح معدل انتشار اعتلال الشبكية السكري diabetic retinopathy في الولايات المتحدة من 24 بالمائة لدى الأشخاص البيض غير اللاتينيين إلى 34 بالمائة لدى الأشخاص السود غير اللاتينيين.

علاج مستهدف لإدارة السكري

يمكن أن يؤدي اختبار نقص إنزيم الغلوكوز 6 فوسفات ديهيدروجينيز إلى تحسين تشخيص مرض السكري وعلاجه ومعالجة التباين في المضاعفات بين الأسلاف المختلفة.

وقدر الباحثون أنه في الولايات المتحدة يمكن للفحص الشامل والعلاج المستهدف أن يمنع 12 بالمائة من اعتلال الشبكية السكري و9 بالمائة من حالات الاعتلال العصبي السكري لدى الأميركيين من أصل أفريقي غير اللاتينيين.

وقال المؤلف الرئيسي في الدراسة تود إدواردز، الباحث في قسم علم الأوبئة وقسم الطب بالمركز الطبي بجامعة فاندربيلت ناشفيل تينيسي الولايات المتحدة الأميركية مع زملائه، إن هذا الاكتشاف قد يؤثر على كيفية إدارة ملايين الأفراد لمرض السكري، وكذلك فإنه يسلط الضوء أيضاً على أهمية تضمين مجموعات متنوعة من السكان في أبحاث الطب الحيوي للكشف عن الاختلافات الجينية التي تؤثر على النتائج الصحية.