ابتكار تقنية ذكاء اصطناعي لرصد الطفرات الجينية المسببة لأمراض الدماغ

ابتكر باحثون من جامعة "كاليفورنيا سان دييغو" الأمريكية، تقنية لتعليم الحاسوب كيفية رصد الطفرات الجينية الدقيقة بواسطة التعلم العميق المعتمد على الذكاء الاصطناعي.

 وتسبب الطفرات الجينية مئات الأمراض غير القابلة للعلاج، ومن بينها طفرات الحمض النووي التي تصيب نسبة صغيرة من الخلايا، ما يجعل رصدها صعبا.

ولا تستطيع برامج رصد تحولات الحمض النووي الحالية أن تميز الطفرات المختفية ضمن 3 مليارات جزء من الجينات البشرية، ما يدفع أطباء الوراثة إلى مراجعة تسلسل الحمض النووي بالعين المجردة، مستهلكين بذلك وقتا طويلا في محاولة رصد الطفرات.

 وتوفر التقنية الجديدة حلا جديدا من خلال التعلم العميق الذي يحاكي طريقة تعلم البشر بواسطة شبكات عصبية اصطناعية، نتيجة دراسة كميات كبيرة من قواعد البيانات، ويمتاز بدقته العالية وقدرته على رصد الطفرات بسرعة.

وقال الأستاذ الدكتور جوزيف غليسون، المؤلف الرئيس للدراسة: "يصيب الصرع نسبة 4% من البشر، وتفشل الأدوية في التأثير ببعض أنواع النوبات المرافقة له، ما يستدعي تدخلا جراحيا لإزالة الجزء المرتبط بالصرع من الدماغ بهدف إيقاف النوبات، ويعود أحد أهم أسباب الصرع إلى الطفرات الجينية".

وأضاف: "تعاملنا مع كثير من مرضى الصرع الذين لم نستطع تحديد سبب نوباتهم، ولكن عندما طبقنا التقنية الجديدة المدعوة (ديب موزايك) استطعنا رصد الطفرة الجينية في تسلسل الحمض النووي، ما يسمح لنا بتطوير طرق جديدة لمعالجة المرض"، وفقا لموقع "ميديكال إكسبريس".

ودرب الباحثون نظام الذكاء الاصطناعي على 200 ألف طفرة في بيانات الجينات البشرية إلى أن تمكن البرنامج من تمييز الطفرات في البيانات الجديدة.

ويستطيع التعلم العميق أن يرصد المؤشرات الملازمة للطفرات بدقة أعلى من قدرة البشر على رصدها بواسطة النظر.

وأشار الباحثون في دراستهم المنشورة في مجلة "نيتشر بيوتكنولوجي" العلمية، إلى أن رصد الطفرات الجينية هو الخطوة الأولى في تطوير علاجات جديدة لأمراض كثيرة مستعصية.

وأطلق الباحثون نسخة مفتوحة المصدر من البرنامج الحاسوبي المُطور، ما يساعد الباحثين حول العالم على تدريب شبكات الذكاء الاصطناعي من أجل الوصول إلى رصد أدق للطفرات الجينية المعنية.