همکاری هوش مصنوعی و سلول های بنیادی برای ترمیم اندام ها

به گزارش ایسنا و فوربس، در دهه گذشته، تحقیقات بر روی سلول های بنیادی و “پزشکی بازساختی” جنجال زیادی در سلامت ایجاد کرده است. طی چند سال گذشته پیشرفت های ثابتی در این زمینه حساس وجود داشته است.

امید به طب ترمیمی ساده اما عمیق است و ممکن است روزی به متخصصان پزشکی کمک کند تا مشکل را تشخیص دهند، برخی از سلول‌های بدن به نام سلول‌های بنیادی را حذف کنند و از آنها برای ایجاد درمان‌هایی برای بیماری استفاده کنند. استفاده از سلول های بدن امکان درمان فردی ژن ها و سیستم های بدن را فراهم می کند.

اصطلاحاتی که اغلب در این زمینه پزشکی استفاده می شود ممکن است برای غریبه ها کمی مبهم باشد. این گزارش بر اساس نظرات کریستین دراپو، نوروفیزیولوژیست و متخصص سلول های بنیادی است.

دراپو یکی از اولین افرادی بود که در اوایل دهه 2000 سلول های بنیادی را کشف کرد و در مورد آن صحبت کرد. او سپس اولین محرک سلول های بنیادی را کشف کرد و تحقیقات او نشان داد که عصاره جلبکی به نام Aphanizomenon flos-aquae می تواند بازیابی آسیب های عضلانی را بهبود بخشد.

دراپو همچنین موسس یک شرکت تحقیقاتی سلول های بنیادی به نام Kalyagen و سازنده یک محرک سلول های بنیادی به نام Stemregen است. به گفته دراپون، استیمرجن یکی از موثرترین محرک هایی است که می تواند درمان موثر بیماری های مختلف را ارائه دهد.

با این حال، باید دید که درمان‌های مبتنی بر سلول‌های بنیادی چگونه کار می‌کنند و چگونه به قول خود مبنی بر درمان یا تقویت توانایی ما برای بهبودی خود عمل می‌کنند.

دراپو می گوید: سلول های بنیادی سلول هایی هستند که توسط سلول های بنیادی یا مغز استخوان تولید می شوند. وقتی این سلول‌ها از مغز استخوان آزاد می‌شوند، می‌توانند به هر عضو یا بافتی در بدن وارد شده و به سلولی از آن بافت تبدیل شوند. سلول های بنیادی سیستم ترمیم بدن را تشکیل می دهند.

کشف این عملکرد، دانشمندان را به سفری طولانی برد تا یاد بگیرند که چگونه از سلول های بنیادی برای درمان بیماری های ناشی از از دست دادن سلول استفاده کنند. بیماری هایی مانند دیابت و بیماری های دژنراتیو مرتبط با افزایش سن با از دست دادن نوع سلول یا عملکرد سلولی مرتبط هستند.

تحقیقات دراپو در چند دهه گذشته نشان داده است که گروهی از مواد طبیعی وجود دارند که می توانند باعث آزاد شدن سلول های بنیادی از مغز استخوان شوند. سپس این سلول‌های بنیادی وارد جریان خون می‌شوند و از آنجا می‌توانند به مناطق کمبود سلولی یا آسیب سلولی در بدن بروند تا به بهبود و بهبودی کمک کنند. این فرآیند به عنوان “ESCM” شناخته می شود.

دراپو گفت: «استیمیرگن تا به امروز قدرتمندترین محصول ما بوده است و نتایج بسیار خوبی در درمان مشکلات غدد درون ریز، عضلانی، کلیوی و سیستم تنفسی نشان داده است».

هوش مصنوعی

علیرغم پیشرفت های قابل توجهی که تاکنون حاصل شده است، نگرانی هایی در مورد اینکه چگونه می توان این نوآوری را با یک نوآوری جالب دیگر یعنی هوش مصنوعی ترکیب کرد، وجود دارد.

دراپو که به هوش مصنوعی علاقه مند است، گفت: هوش مصنوعی نقش مهمی در تحقیقات سلول های بنیادی دارد و پتانسیل بیشتری دارد.

حوزه‌های مختلفی وجود دارد که هوش مصنوعی در آن‌ها از تحقیقات سلول‌های بنیادی بسیار سود برده است، و با نگاهی دقیق‌تر، چندین حوزه که هوش مصنوعی از تحقیقات سلول‌های بنیادی و پزشکی ترمیمی سود زیادی برده است، نشان می‌دهد.

یکی از موانعی که دانشمندان در زمینه پزشکی بازساختی با آن روبرو هستند، پیچیدگی داده های موجود است. سلول ها آنقدر متفاوت هستند که دانشمندان باید پیش بینی کنند که سلول ها در هر موقعیت درمانی چه کاری انجام خواهند داد. دانشمندان با میلیون ها روشی روبرو هستند که از طریق آنها پزشکی می تواند اشتباه کند.

اکثر کارشناسان هوش مصنوعی معتقدند که این فناوری تقریباً در هر زمینه ای که مشکلی در تحلیل و پیش بینی داده ها وجود دارد می تواند راه حلی ارائه دهد.

کارل سایمون، زیست شناس در موسسه ملی فناوری و استانداردها (NIST) و نیکلاس شاوب، محقق موسسه ملی بهداشت (NIH)، اخیراً هنگام ترکیب شبکه های عصبی عمیق در یک برنامه، به این فرضیه رسیدند. هوش برای اطلاعات مورد استفاده در آزمایشات آنها بر روی سلول های چشم. تحقیقات آنها در مورد علل ضعف چشم با افزایش سن و گزینه های درمانی مرتبط بوده است و نتایج شگفت انگیز بوده است. از 36 پیش‌بینی‌کننده مورد بررسی، هوش مصنوعی تنها یک پیش‌بینی نادرست در مورد تغییرات سلولی ارائه کرد.

برنامه آنها یاد گرفت که عملکرد سلول را تحت شرایط و پارامترهای مختلف پیش بینی کند. این برنامه توانست به سرعت تصاویر بافت چشم رشد یافته در آزمایشگاه را تجزیه و تحلیل کند تا بافت ها را به عنوان خوب یا بد طبقه بندی کند. این کشف باعث افزایش خوش بینی در فضای تحقیقات سلول های بنیادی شد.

سیمون می گوید: «وقتی به طور کلی در مورد سلول های بنیادی صحبت می کنیم، می گوییم سلول های بنیادی چیزی هستند. اگرچه انواع مختلف سلول های بنیادی. به عنوان مثال، فولیکول‌های مو و سلول‌های بنیادی مغز حاوی انتقال‌دهنده‌های عصبی هستند که می‌توانند به راحتی به نورون تبدیل شوند تا مغز را ترمیم کنند. علاوه بر این، بافت ترمیم شده باید سیگنال جذب سلول های بنیادی و ترشح ترکیباتی را برای تحریک عملکرد سلول های بنیادی بدهد. با استفاده از هوش مصنوعی بافت نیازمند ترمیم، تجزیه و تحلیل پیچیده وضعیت آن بافت در هر فرد، انتخاب سلول‌های بنیادی مناسب و بهترین سلول‌ها در این گروه از سلول‌های بنیادی و همچنین ارائه درمان برای بهبود بافتی. تعمیر. به سلول ها کمک می کند.

در مطالعه‌ای که در فوریه امسال در مجله سلول‌های بنیادی منتشر شد، محققان دانشگاه پزشکی و دندان‌پزشکی توکیو (TMDU) گزارش دادند که یک سیستم هوش مصنوعی به نام DeepACT موفق شده است سلول‌ها را از بین ببرد. این کشف استدلال دراپون در مورد پتانسیل هوش مصنوعی در این زمینه را تقویت می کند.

موفقیت این آزمایش به دلیل قابلیت های هوش مصنوعی یادگیری ماشینی است، اما انتظار می رود یادگیری عمیق در پزشکی توانبخشی مفید باشد. پیش‌بینی‌های امیدوارکننده زیادی برای این فرصت‌ها وجود دارد، اما بسیاری از آنها آنقدرها که در ابتدا به نظر می‌رسد دوراندیش نیستند.

محققان بر این باورند که هوش مصنوعی می تواند به تسریع انتقال پزشکی بازسازی به سطح بالینی کمک کند. از این فناوری می توان برای پیش بینی رفتار سلول در محیط های مختلف استفاده کرد. بنابراین می توان از آن برای شبیه سازی محیط زیست انسانی استفاده کرد. این بدان معنی است که محققان می توانند اطلاعات عمیق تری را سریعتر به دست آورند.

پرینت سه بعدی

شاید جسورانه ترین پیش بینی فرصت استفاده از هوش مصنوعی برای تبدیل شدن به یک رهبر در چاپ سه بعدی اندام باشد. در دنیایی که نارسایی اندام یک واقعیت تلخ است، این تجربه مطمئنا مفید خواهد بود. الگوریتم های هوش مصنوعی را می توان برای شناسایی بهترین مواد برای اندام های مصنوعی، درک مشکلات آناتومیکی در طول درمان اندام و طراحی استفاده کرد.

آیا می توان از سلول های بنیادی در ارتباط با سایر مواد بیولوژیکی برای رشد اندام های پرینت سه بعدی کاربردی استفاده کرد؟ اگر این امکان وجود داشته باشد، به زودی قلب های پرینت سه بعدی جایگزین ضربان سازها خواهند شد. توسعه دریچه های قلب با فناوری چاپ سه بعدی در هند به واقعیت تبدیل شده است و این ایده به یک فرصت اجتناب ناپذیر تبدیل شده است.

اگرچه همه این احتمالات دراپون را هیجان زده می کند، اما او متقاعد شده است که قابلیت های هوش مصنوعی برای تجزیه و تحلیل و پیش بینی داده ها اکنون به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرد و مفیدترین دستیار او در تحقیقات سلول های بنیادی به سطح پایین تری منتقل می شود.

دراپو می گوید: «پیش از این نشان داده شده بود که سلول های بنیادی می توانند به شکل گیری قلب جدید کمک کنند. سلول های بنیادی این قابلیت مهم ترمیم را دارند. هوش مصنوعی با کمک به ایجاد شرایط برای چنین بازسازی در بدن می تواند این توانایی را به سطح دیگری برساند. با این وجود، ما باید برای آنچه در حال حاضر داریم سپاسگزار باشیم. من در 20 سال گذشته تحریک سلول های بنیادی اندوتلیال را مطالعه کرده ام و اکنون که چنین نتایج شگفت انگیزی با Stimmergen داریم، دلیلی بر موفقیت پزشکی ترمیمی است.

انتهای پیام/