في عام 1991 ، صُدم العالم عندما علم أن الممثل مايكل جيه فوكس تم تشخيصهم بمرض باركنسون.
كان يبلغ من العمر 29 عامًا فقط وكان في أوج شهرة هوليوود ، بعد عام من إصدار الفيلم الرائد Back to the Future III. هذا الأسبوع وثائقي Encore: فيلم لمايكل جيه فوكس وسيتم نشر. يعرض مقابلات مع فوكس وأصدقائه وعائلته وخبراء.
مرض باركنسون هو مرض عصبي منهك يتميز به الأعراض الحركية بما في ذلك الحركات البطيئة ، ورعاش الجسم ، وتيبس العضلات ، وانخفاض التوازن. فوكس لديه بالفعل مكسور ذراعاها ومرفقها ووجهها ويدها من السقوط المتعدد.
إنه ليس وراثيًا ، وليس له اختبار محدد ، ولا يمكن تشخيصه بدقة حتى تظهر الأعراض الحركية. قضيته لا تزال مجهولحتى لو كان فوكس من بين أولئك الذين يفكرون قد يلعب التعرض للمواد الكيميائية دورًا رئيسيًاالتكهن بأن “الجينات تسبب حمل السلاح والبيئة تسحب الزناد”.
في دراسة نشرت اليوم في العلوم الأساسية AECلقد قمنا ببناء أداة ذكاء اصطناعي (AI) قادرة على التنبؤ بمرض باركنسون بدقة تصل إلى 96٪ وحتى 15 عامًا قبل التشخيص السريري بناءً على تحليل المواد الكيميائية في الدم.
بينما أظهرت أداة الذكاء الاصطناعي هذه وعدًا بالتشخيص المبكر الدقيق ، فقد كشفت أيضًا عن مواد كيميائية مرتبطة بقوة بالتنبؤ الصحيح.
أكثر شيوعًا من أي وقت مضى
مرض باركنسون هو مرض العالم المرض العصبي الأسرع نموا مع 38 الاستراليين يتم تشخيصه كل يوم.
بالنسبة للأشخاص الذين تزيد أعمارهم عن 50 عامًا ، فإن خطر الإصابة بمرض باركنسون هو متفوق على العديد من السرطانات بما في ذلك سرطان الثدي والقولون والمستقيم والمبيض والبنكرياس.
أعراض مثل الاكتئاب وفقدان الرائحة ومشاكل النوم قد تسبق الحركة السريرية أو الأعراض المعرفية بعقود.
ومع ذلك ، فإن انتشار هذه الأعراض في العديد من الحالات الطبية الأخرى يعني أنه يمكن التغاضي عن العلامات المبكرة لمرض باركنسون ويمكن إدارة المرض بشكل سيء ، مما يساهم في زيادة معدلات الاستشفاء واستراتيجيات العلاج غير الفعالة.
ابحاثنا
في جامعة نيو ساوث ويلز ، تعاونا مع خبراء من جامعة بوسطن لإنشاء أداة ذكاء اصطناعي قادرة على تحليل مجموعات بيانات قياس الطيف الكتلي (أ تكنولوجيا الذي يكتشف المواد الكيميائية) من عينات الدم.
في هذه الدراسة ، نظرنا إلى اللغة الإسبانية المسح الأوروبي المرتقب على السرطان والتغذية (EPIC) التي شارك فيها أكثر من 41000 مشارك. حوالي 90 منهم أصيبوا بمرض باركنسون خلال 15 عامًا.
لتدريب نموذج الذكاء الاصطناعي ، استخدمنا ملف مجموعة فرعية من البيانات تتألف من مجموعة مختارة عشوائية من 39 مشاركًا أصيبوا لاحقًا بمرض باركنسون. تمت مطابقتهم مع 39 من المشاركين الضابطين الذين لم يفعلوا ذلك. تلقت أداة الذكاء الاصطناعي بيانات الدم من المشاركين ، وجميعهم كانوا بصحة جيدة وقت التبرع بالدم. هذا يعني أن الدم يمكن أن يعطي علامات مبكرة للمرض.
باستخدام بيانات الدم من دراسة EPIC ، تم استخدام أداة الذكاء الاصطناعي لإجراء 100 “تجربة” وقمنا بتقييم دقة 100 نموذج مختلف في التنبؤ بمرض باركنسون.
بشكل عام ، يمكن للذكاء الاصطناعي اكتشاف مرض باركنسون بدقة تصل إلى 96٪. تم استخدام أداة الذكاء الاصطناعي أيضًا لمساعدتنا في تحديد المواد الكيميائية أو المستقلبات التي من المحتمل أن تكون مرتبطة بأولئك الذين أصيبوا بالمرض لاحقًا.
المستقلبات الرئيسية
المستقلبات هي مواد كيميائية يتم إنتاجها أو استخدامها عندما يقوم الجسم بهضم الأطعمة والأدوية والمواد الأخرى من التعرض البيئي وتفكيكها.
يمكن أن تحتوي أجسامنا على آلاف المستقلبات ويمكن أن تختلف تركيزاتها بشكل كبير بين الأشخاص الأصحاء والأشخاص المصابين بالمرض.
حدد بحثنا مادة كيميائية ، من المحتمل أن تكون ترايتيربينويد ، كمستقلب رئيسي قد يمنع مرض باركنسون. وجد أن وفرة الترايتيربينويدات كانت أقل في دم أولئك الذين أصيبوا بمرض باركنسون مقارنة بأولئك الذين لم يصابوا بذلك.
Triterpenoids معروفة أجهزة حماية الأعصاب من يستطيع التنظيم الاكسدة – أحد العوامل الرئيسية التي تدخل في الإصابة بمرض باركنسون – وتمنع موت الخلايا في الدماغ. العديد من الأطعمة مثل التفاح والطماطم مصادر غنية من الترايتيربينويدات.
مادة كيميائية اصطناعية (أ مادة الألكيل المتعددة الفلور) كان مرتبطًا أيضًا بشيء يمكن أن يزيد من خطر الإصابة بالمرض. تم العثور على هذه المادة الكيميائية بكثرة في أولئك الذين أصيبوا لاحقًا بمرض باركنسون.
هناك حاجة إلى مزيد من البحث باستخدام طرق مختلفة وإشراك أعداد أكبر من السكان للتحقق من صحة هذه النتائج.
عبء مالي وشخصي كبير
كل عام في أستراليا ، ينفق الشخص العادي المصاب بمرض باركنسون أكثر من 14000 دولار في النفقات الطبية القابلة للسداد.
يمكن أن يكون عبء التعايش مع المرض لا يطاق.
يقر فوكس بأن المرض يمكن أن يكون “كابوسًا” و “جحيمًا” ، لكنه اكتشف أيضًا أن “مع الامتنان والتفاؤل مستمر“.
كباحثين ، نجد الأمل في الاستخدام المحتمل لتقنيات الذكاء الاصطناعي لتحسين نوعية حياة المريض وتقليل تكاليف الرعاية الصحية من خلال الكشف الدقيق عن المرض في مرحلة مبكرة.
نحن متحمسون لمجتمع البحث لتجربة أداة الذكاء الاصطناعي الخاصة بنا ، وهي متاح للعامة.
تم إجراء هذا البحث مع M. Chonghua Xue و A / Prof Vijaya Kolachalama (جامعة بوسطن).
المادة بقلم ديانا تشانغباحث دكتوراه فولبرايت وسيانتيا ، UNSW سيدني و وليام الكسندر دونالدأستاذ مشارك ، زميل المستقبل في مركز البحوث الزراعية وزميل جامعة نيو ساوث ويلز ، UNSW سيدني
تم إعادة نشر هذه المقالة من محادثة تحت رخصة المشاع الإبداعي. اقرأها المقالة الأصلية.
