به نقل از «ایسنا»

تشخیص یک بیماری چشمی خطرناک ۱۸ ماه زودتر

تاریخ انتشار: ۱۵ اردیبهشت ۱۳۹۹ | کد خبر: ۲۷۸۲۷۴۵۹

پژوهشگران "کالج دانشگاهی لندن"(University College London) در مطالعه اخیرشان موفق به توسعه یک آزمایش مبتنی بر هوش مصنوعی شده‌اند که توسط آن می‌توانند علام اولیه پیشرفت بیماری آب سیاه را شناسایی کنند.

به گزارش ایسنا و به نقل از مدیکال اکسپرس، بنا بر گفته محققان انگلیسی، آزمایش مذکور می‌تواند ۱۸ ماه زودتر پیشرفت بیماری "آب سیاه" را در مقایسه با روش فعلی "استاندارد طلا"(gold standard) تشخیص دهد.

بیشتر بخوانید: اخباری که در وبسایت منتشر نمی‌شوند!

در پزشکی و آمار ، آزمایش استاندارد طلا معمولاً آزمایش تشخیصی یا آزمون فرض آماری است.

آب‌سیاه یا گلوکوم(glaucoma) اصطلاحی برای توصیف گروهی از اختلالات چشمی با علت‌های متفاوت ولی اثری بالینی و مشترک بر روی چشم و عصب بینایی و وابسته به فشار داخل چشمی است. لذا این مشکل می‌تواند به بینایی چشم آسیب برساند که غیرقابل برگشت است و در صورت عدم معالجه سبب کوری می‌شود.

آزمایش مذکور که مبتنی بر الگوریتم هوش مصنوعی است می‌تواند به سرعت انجام آزمایشات بالینی و پزشکان در تشخیص بیماری آب سیاه کمک شایانی کند.

پروفسور "فرانسسکا کوردیرو"(Francesca Cordeiro) پژوهشگر ارشد این مطالعه از کالج دانشگاهی لندن گفت: ما موفق به توسعه یک روش سریع، خودکار و بسیار حساس شده‌ایم که می‌تواند به ما در شناسایی افرادی که در معرض خطر پیشرفت بیماری آب سیاه قرار دارند و پیشرفت این بیماری ممکن است منجر به کوری آنها شود، کمک کند.

آب سیاه بیماری چشمی است که در صورت عدم پیشگیری می‌تواند منجر به کوری شخص شود. ۶۰ میلیون نفر در جهان مبتلا به این بیماری هستند و تخمین زده می‌شود از آنجا که میانگین سن افراد جهان رو به افزایش است، این تعداد تا سال ۲۰۴۰ دو برابر نیز خواهد شد. از دست دادن بینایی در بیماری آب سیاه به دلیل مرگ سلول‌های شبکیه و در بخش پشتی چشم رخ می‌دهد.

آزمایشی که پژوهشگران آن را ایجاد کرده‌اند "دارک"(DARC) نام دارد و مخفف جمله "تشخیص سلول‌های شبکیه آپوپتوزیس"(Detection of Apoptosing Retinal Cells) است. طی این آزمایش یک رنگ فلورسنت از طریق تزریق به بازو وارد جریان خون می‌شود و به سلول‌های شبکیه متصل می‌شود و باعث روشن شدن سلول‌های شبکیه که در فرایند آپوپتوز قرار دارند(نوعی مرگ برنامه‌ریزی‌شده سلول) می‌شود.  آپوپتوز (Apoptosis) یا آپوپتوزیس، گونه‌ای از مرگ سلولی یا زوال سلولی طی فرایند مرگ برنامه‌ریزی‌شده سلول است که در جانداران پرسلولی به وقوع می‌پیوندد. سلول‌های آسیب دیده هنگام معاینه چشم سفید به نظر می‌رسند. هرچه سلول‌های آسیب دیده بیشتری شناسایی شوند تشخیص آزمایش دارک دقیق‌تر خواهد بود.

یک از چالش‌های ارزیابی بیماری‌های چشمی این است که متخصصان اغلب هنگام مشاهده اسکن‌های یکسان، نظرات مختلفی دارند و به نوعی با یکدیگر اختلاف نظر دارند و به همین دلیل محققان از الگوریتم هوش مصنوعی برای توسعه آزمایش خود استفاده نموده‌اند.

در آزمایش بالینی فاز دوم دارک، محققان از الگوریتم هوش مصنوعی برای ارزیابی چشم ۶۰ فرد(۲۰ فرد مبتلا به آب سیاه و ۴۰ فرد تحت کنترل سالم ) استفاده نمودند. هوش مصنوعی نخست با تجزیه و تحلیل اسکن‌های شبکیه(پس از تزریق رنگ) افراد سالم آموزش داده شد. سپس از الگوریتم هوش مصنوعی برای تجزیه و تحلیل اسکن‌های شبکیه بیماران مبتلا به آب سیاه استفاده نمودند.

پژوهشگران افرادی که در این مطالعه شرکت کردند و هوش مصنوعی اسکن‌های شبکیه آنها را طی ۱۸ ماه مورد بررسی و آزمایش قرار دادند تا وضعیت چشم آنها را بررسی کنند.

محققان با استفاده از الگوریتم هوش مصنوعی مذکور توانستند ۱۸ ماه زودتر و پیش از اینکه فناوری تصویربرداری شبکیه استاندارد OCT استاندار طلا بتواند، موفق به تشخیص "آسیب گلوکوماتوز پیشرونده" (progressive glaucomatous damage) شدند و با بررسی داده‌های دارک دریافتند هر بیمار تقریبا تا حدی گلوکوم پیشرونده داشت.

پروفسور "کوردیرو" در این باره گفت: این نتایج بسیار امیدوار کننده است زیرا نشان می‌دهد آزمایش "دارک" می‌تواند به عنوان نشانگر زیستی هنگام ترکیب با الگوریتم هوش مصنوعی استفاده شود. علاوه بر اینکه نشانگرهای زیستی برای سرعت بخشیدن در انجام آزمایشات بالینی گلوکوم مورد نیاز هستند زیرا این بیماری به آرامی پیشرفت می‌کند و سال‌ها طول می‌کشد تا نشانه‌های بیماری تغییر کنند. وقتی که به نشانگرهای زیستی نگاه می‌کنیم آنچه که بسیار جالب و در واقع غیرمعمول است، این است که آستانه شمارش واضح دارک به طرز دقیقی موفق به تشخیص پیشرفت مخرب این بیماری می‌شود.

دکتر "ادواردو نورماندو"(Eduardo Normando) یکی از محققان این مطالعه از کالج دانشگاهی لندن گفت: اینکه اکنون قادر به تشخیص گلوکوم در مراحل اولیه و پیش‌بینی روند پیشرفت آن هستیم، می‌تواند به ما در حفظ بینایی افراد کمک کند تا بینایی خود را از دست ندهند. پس از تحقیقات بیشتر در مطالعات طولی، امیدواریم که آزمایش ما بتواند کاربردهای بالینی گسترده‌ای در بیماری گلوکوم و سایر بیماری‌ها داشته باشد.

این تیم همچنین در حال استفاده از این آزمایش برای تشخیص سریع سلول‌های آسیب دیده چشم که می‌تواند ناشی از شرایط دیگری به جز گلوکوم مانند از بین رفتن سلول‌های عصبی، تباهی لکه زرد یا دژنراسیون ماکولا وابسته به سن، ام اس و زوال عقل باشد نیز  هستند. تباهی لکه زرد یا دژنراسیون ماکولا(Macular degeneration) یا (AMD or ARMD) شایع‌ترین علت کوری در افراد مسن است. در این بیماری ماکولا یا لکه زرد تخریب می‌شود. ماکولا قسمت حساس به نور شبکیه و مسئول دید مستقیم و واضح است که برای کارهای دقیق مثل خواندن و رانندگی لازم است.

این فناوری مبتنی بر هوش مصنوعی اخیراً توسط "آژانس نظارت بر دارو و محصولات بهداشتی بریتانیا"(MHRA) و "سازمان غذا و داروی ایالات متحده" (FDA) تأیید شده است.

محققان همچنین در حال انجام و ارزیابی آزمایش دارک در مبتلایان به بیماری ریه هستند و امیدوارند که تا پایان سال جاری، این آزمایش شاید بتواند ابزاری مناسب برای ارزیابی افرادی که به دلیل ابتلا به بیماری کووید-۱۹ دارای مشکلات تنفسی هستند، باشد.

آزمایش دارک توسط شرکت تازه تاسیس "نُوای"(Novai) که پروفسور کوردیرو مدیر ارشد علمی آن است، در حال تجاری سازی است.

یافته‌های این مطالعه در مجله" Expert Review of Molecular Diagnostics "منتشر شد.

انتهای پیام

منبع: ایسنا

کلیدواژه: گلوکوم آب سياه هوش مصنوعی چشم الگوریتم هوش مصنوعی بیماری آب سیاه سلول های شبکیه ۱۸ ماه

درخواست حذف خبر:

«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را به‌طور اتوماتیک از وبسایت www.isna.ir دریافت کرده‌است، لذا منبع این خبر، وبسایت «ایسنا» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۲۷۸۲۷۴۵۹ را به همراه موضوع به شماره ۱۰۰۰۱۵۷۰ پیامک فرمایید. لطفاً در صورتی‌که در مورد این خبر، نظر یا سئوالی دارید، با منبع خبر (اینجا) ارتباط برقرار نمایید.

با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت «خبربان» مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویر است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان در قانون فوق از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هر گونه محتوی خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.

خبر بعدی:

هوش مصنوعی در جستجوی راز آلزایمر: کاوش در ارتباط بین روده و مغز!

عصر ایران - به تازگی از یادگیری ماشینی برای پیش‌ بینی نحوه اتصال متابولیت‌ های ایجاد شده در روده با گیرنده‌ های موجود در روده و مغز استفاده بسیاری شده است.

مجموعه ای از متابولیت ها و جفت های متصل شونده به گیرنده که اخیرا توسط محققان ایجاد شده اند، می توانند به منظور روشن کردن نقش میکروبیوم در بیماری آلزایمر مورد استفاده قرار گیرند.

محققان کلینیک کلیولند ویژگی های بیش از 1 میلیون جفت بالقوه متابولیت و گیرنده را ارزیابی کرده اند تا ببینند که کدام یک از آنها می توانند به یکدیگر متصل شوند. با شناسایی متابولیت‌ های متصل به گیرنده‌ های خاص، محققان توانستند مسیرهای بیولوژیکی را که این متابولیت‌ ها ممکن است تحت تاثیر قرار دهند و همچنین هدف برخی از گیرنده ‌ها را شناسایی کنند.

مطالعه مورد نظر از طریق مجله سل ریپورتز در اختیار علاقه مندان قرار گرفته است. نویسنده اصلی این تحقیق دکتر Feixiong Cheng، مدیر مرکز ژنوم کلینیک کلیولند، در یک بیانیه مطبوعاتی توضیح داد:

«متابولیت های روده کلید بسیاری از فرآیندهای فیزیولوژیکی در بدن ما هستند و همانطور که میدانیم برای هر کلید قفلی وجود دارد. البته مشکل این است که ما ده‌ ها هزار گیرنده و هزاران متابولیت در بدن خود داریم و تشخیص اینکه کدام کلید با کدام قفل جفت و جور می شود، روندی کند و پرهزینه به شمار می رود. به همین دلیل است که تصمیم گرفتیم از هوش مصنوعی استفاده کنیم.»

سلامت روده چگونه بر سلامت مغز تاثیر می گذارد؟

وجود برخی متابولیت ها در روده تا حدی نشان دهنده حضور باکتری های خاص در این محیط است، زیرا این متابولیت ها از طریق تجزیه مواد غذایی در روده توسط باکتری ها ایجاد می شوند.

بیماری آلزایمر پیش از این نیز با تغییرات مشخص در میکروبیوم روده در انسان مرتبط شده است و احتمالا روده به واسطه نقشی که در عملکرد ایمنی دارد بر سلامت مغز اثر می گذارد. این مطالعات از طریق سری مجلات ناشر بریتانیایی بایومد مرکزی قابل دسترسی هستند.

دکتر استیو گندرون متخصص ایمونولوژی و غدد درون ریز که در مطالعه اخیر شرکت نداشته، در توضیح مکانیسم های احتمالی قیاس زیر را انجام داده است:

«روده را به عنوان یک بازار شلوغ تصور کنید که در آن انواع مواد شیمیایی مبادله می شوند. این مواد شیمیایی می توانند از جریان خون استفاده و به ایستگاه مرکزی مغز راه پیدا کنند. دانشمندان معتقد هستند که این خط ارتباطی ممکن است بر سلامت مغز اثر بگذارد زیرا اگر بازار (روده) شروع به فروش اقلام نامناسب (مانند مواد شیمیایی التهابی) کند، احتمال ابتلا به زوال مغز وجود خواهد داشت، یعنی همان مشکلی که در آلزایمر می بینیم. درست شبیه به این که از مواد فاسد در پخت کیک استفاده شده باشد!»

در حالی که نقش سیستم ایمنی در بیماری آلزایمر به خوبی شناخته نشده است، تحقیقات التهاب را با افزایش خطر ابتلا به این بیماری مرتبط می‌ دانند و در این زمینه هم نظر هستند که التهاب مزمن می‌ تواند در شروع بیماری مذکور نقش داشته باشد.

دکتر چنگ، نویسنده اصلی مطالعه، اضافه می کند: «بیماری آلزایمر یک بیماری چالش برانگیز به دلیل عدم وجود درمان موثر است. با این حال محور مغز-روده پتانسیل بالایی به منظور درمان اختلالات مغزی از خود نشان داده است.»

استفاده از هوش مصنوعی برای کشف مسیرهای نهفته در پس بیماری در آلزایمر

اگر بتوان از اتصال مضر متابولیت ها با گیرنده ها جلوگیری کرد، احتمال ابتلا به بیماری آلزایمر را نیز می توان کاهش داد. برای شناسایی جفت‌ های متصل شونده، محققانی که در مطالعه حاضر بودند ابتدا یک تجزیه و تحلیل ژنتیکی برای شناسایی رابطه میان 408 گیرنده‌ و بیماری آلزایمر انجام دادند.

محققان با استفاده از کد ژنتیکی این گیرنده ‌ها، از منابع هوش مصنوعی (AI) موجود برای پیش‌ بینی شکل پروتئین‌ های قابل اتصال، استفاده کردند. این روش دید خوبی از شکل نواحی اتصال گیرنده ها به دست می دهد.

در ادامه محققان توانستند پیش بینی کنند که کدام متابولیت ها و چگونه به این گیرنده ها متصل می شوند. بیشتر متابولیت های کشف شده لیپید یا متابولیت های لیپید مانند بودند.

و اما اهداف درمانی جدید برای آلزایمر؟

محققان همچنین چگونگی پاسخ این گیرنده ها به میکروبیوم افراد مبتلا به بیماری آلزایمر را بررسی کردند. آنها با بررسی باکتری‌ هایی که در میکروبیوم افراد مبتلا به بیماری آلزایمر فراوان هستند، دو متابولیت آگماتین و فنتیل ‌آمین را شناسایی کردند که به ترتیب توسط باکتروئیدس فراژیلیس و رومینوکوک به وفور تولید می‌ شوند.

سپس محققان تصمیم گرفتند با استفاده از سلول‌ های بنیادی افراد مبتلا به آلزایمر، تاثیر این متابولیت‌ ها را بر نورون‌ های بیماران زیر نظر بگیرند.

آنها دریافتند که آگماتین سطوح p-tau181، p-tau205، و تاو کل را کاهش می دهد. مطالعات بیشتر روی فنتیل ‌آمین نیز نشان داد که این متابولیت به طور قابل توجهی سطوح p-tau181، p-tau205 و تاو کل را در نورون‌ ها به صورت وابسته به دوز کاهش می‌ دهد.

این یک یافته امیدوار کننده است، زیرا تجمع بیش از حد پروتئین تاو با ایجاد بیماری آلزایمر مرتبط است.

چنگ گفت: «در مطالعات کنونی، ما صرفا فسفوریلاسیون تاو را اندازه‌گیری کردیم، زیرا فسفوریلاسیون تاو یک سنجش قوی‌ و دقیق است. ما همچنین در حال انجام مطالعات پیش بالینی (حیوانی) بیشتری برای بررسی دقیق تر اثربخشی متابولیت های روده (به عنوان مثال، آگماتین) هستیم و ممکن است آن را در آزمایشات آینده و در افراد مسن نیز پیگیری کنیم.»

نویسندگان مطالعه خاطرنشان می‌ کنند که 99 درصد از آزمایشات بالینی در مورد مداخلات دارویی برای بیماری آلزایمر موفقیت‌ آمیز نبوده است و چنگ اضافه می کند که یافته‌ های آنها می‌ تواند به یک هدف جدید اشاره کند:

«این موضوع دقیقا همان فرضیه ما را شکل می دهد: بهبود سلامت روده ممکن است بر سطوح تاو در مغز تاثیر بگذارد، از بیماری آلزایمر پیشگیری یا حتی آن را درمان کند. با این حال، برای بررسی بیشتر این فرضیه به تحقیقات بیشتری در آینده نیاز داریم و اکنون با استفاده از نمونه ‌های حیوانی و انسانی روی آن کار می‌ کنیم.»

کانال عصر ایران در تلگرام بیشتر بخوانید: سلامت روده چه ربطی به سلامت روانی دارد؟/ این مطلب را حتما بخوانید