ابتكر باحثون في جامعة جوتنبرج، نموذج ذكاء اصطناعي يساعد على تحسين قدرات اكتشاف مرض السرطان من خلال تحليل السكر.
هذا النموذج يتفوق على التقنيات شبه اليدوية الحالية من حيث السرعة والدقة في اكتشاف الاختلالات أو التغيرات غير الطبيعية التي قد تشير إلى وجود السرطان.
ويمكن استخدام قياس الطيف الكتلي لقياس الجليكان، وهي هياكل جزيئات السكر في خلايا أجسامنا، إذ يمكن لهذه الهياكل الكشف عن وجود أنواع مختلفة من السرطان داخل الخلايا.
في الوقت ذاته، يجب تحليل بشري دقيق للبيانات من قياس الطيف الكتلي؛ لتحديد البنية من تجزئة الجليكان، وهي عملية قد تستغرق ساعات إلى أيام لكل عينة ولا يمكن إجراؤها بثقة عالية إلا من قبل عدد قليل من الخبراء في العالم، حيث أنها عملية تقصّي يتم تعلمها على مدار سنوات عديدة.
لكن عملية تحليل البيانات الناتجة عن قياس الطيف الكتلي تتطلب الكثير من الدقة والخبرة البشرية لتحديد البنية من تجزئة الجليكانات، وهي عملية معقدة قد تستغرق من ساعات إلى أيام لكل عينة ولا يمكن إجراؤها بثقة عالية إلا من قبل عدد قليل من الخبراء حول العالم، حيث تُعتبر عملية استقصائية يتم تعلمها على مدار سنوات عديدة.
أتمتة العملية
تعتبر هذه العملية عنق زجاجة في استخدام تحليلات جليكان، على سبيل المثال لاكتشاف السرطان، عندما يكون هناك العديد من العينات التي يجب تحليلها.
نموذج الذكاء الاصطناعي –الذي يُطلق عليه اسم “كانديكرنش” يقوم بأتمتة هذا العملية الاستقصائية في غضون ثوانٍ قليلة لكل اختبار، بحسب نتائج التجربة التي نشرتها مجلة “Nature Methods”.
تم تدريب نموذج الذكاء الاصطناعي باستخدام قاعدة بيانات تحتوي على أكثر من 500 ألف مثال على تجزئات مختلفة وهياكل مرتبطة بجزيئات السكر.
يقول دانيال بوجار المحاضر في المعلوماتية الحيوية بجامعة جوتنبج: “مكّن التدريب كانديكرانش من حساب الهيكل السكري الدقيق في عينة بنسبة 90 بالمائة من الحالات”.
يمكنه العثور على مؤشرات حيوية جديدة
يعني ذلك أن نموذج الذكاء الاصطناعي يمكن أن يصل قريباً إلى نفس مستويات الدقة في تسلسل تسلسلات بيولوجية أخرى، مثل DNA وRNA أو البروتينات، ونظرًا لسرعته ودقّته، يمكنه تسريع اكتشاف المؤشرات الحيوية القائمة على الجليكانات لتشخيص السرطان وتوقعاته.
يقول بوجار: “نعتقد أن تحليل الجليكان سيصبح جزءًا أكبر من البحوث البيولوجية والسريرية الآن بعد أن قمنا بأتمتة أكبر عنق زجاجة”.
نموذج الذكاء الاصطناعي كانديكرانش قادر أيضًا على تحديد الهياكل التي غالبًا ما تفوتها التحليلات البشرية بسبب تركيزاتها المنخفضة، وبالتالي يمكن للنموذج أن يساعد الباحثين في العثور على مؤشرات حيوية جديدة قائمة على الجليكانات.
المصدر: Scitechdaily
