نسى عد الشموع على كعكة عيد ميلادك – نموذج جديد من الذكاء الاصطناعي (AI) تم تطويره بواسطة علماء من جامعة أوساكا في اليابان يمكنه تقدير عمرك البيولوجي باستخدام خمس قطرات فقط من الدم. من خلال تحليل 22 هرمون ستيرويدي رئيسي، يوفر الذكاء الاصطناعي مقياسًا شخصيًا لمدى تقدم جسمك في العمر، مما يقدم رؤى محتملة لإدارة الصحة والأمراض المرتبطة بالعمر.
الشيخوخة هي أكثر من مجرد مرور الوقت؛ إنها عملية معقدة تتأثر بالوراثة ونمط الحياة والبيئة. غالبًا ما تعتمد الطرق التقليدية لتقييم العمر البيولوجي على مؤشرات حيوية واسعة مثل الميثيلين الحمضي النووي أو مستويات البروتين. ومع ذلك، يمكن أن تفوت هذه الأساليب الشبكات الهرمونية المعقدة التي تنظم أجسامنا. ركز فريق جامعة أوساكا على الهرمونات الستيرويدية، وهي مركبات محورية في الأيض ووظيفة المناعة واستجابة الجسم للإجهاد.
قال الدكتور تشيوي وانغ، المؤلف المشارك الأول للدراسة المنشورة في مجلة “ساينس أدفانس”: “تعتمد أجسامنا على الهرمونات للحفاظ على التوازن الداخلي، لذا فكرنا: لماذا لا نستخدمها كمؤشرات رئيسية للشيخوخة؟”. تقدم الدراسة نموذج شبكة عصبية عميقة (DNN) يتضمن مسارات أيض الستيرويد، وهو نهج جديد يعزز القابلية للتفسير البيولوجي للنموذج.
بدلاً من فحص مستويات الستيرويد المطلقة التي يمكن أن تختلف بشكل كبير بين الأفراد، ينظر النموذج إلى النسب بين الستيرويدات. يوضح الدكتور زي وانغ، المؤلف المشارك والمراسل للعمل: ”تقلل طريقتنا الضوضاء الناتجة عن اختلافات مستوى الستيرويد الفردية وتسمح للنموذج بالتركيز على الأنماط ذات الدلالة”.
حلل الفريق 22 ستيرويدًا من عينات دم لـ148 فردًا تتراوح أعمارهم بين 20 و73 عامًا، مستخدمين 98 عينة لتدريب النموذج و50 للتحقق منه. تمكن نموذج الذكاء الاصطناعي من التقاط التفاعلات المعقدة بين الستيرويدات والعمر الزمني، كاشفاً أن الفجوات بين العمر البيولوجي والعمر الزمني تميل إلى الاتساع مع مرور الوقت. يشبه الباحثون هذا التأثير بنهر يتسع أثناء تدفقه نحو مجراه السفلي ، مما يوضح كيف يمكن أن تختلف مسارات الشيخوخة الفردية بمرور السنوات.
واحدة من النتائج الأكثر إثارة للاهتمام تتعلق بالكورتيزول ، وهو هرمون مرتبط بالإجهاد. وجدت الدراسة أنه عندما تضاعفت مستويات الكورتيزول ، زاد العمر البيولوجي بحوالي 1.5 مرة. قال البروفيسور توشيفومي تاكاو ، المؤلف المراسل وخبير الكيمياء التحليلية وطيف الكتلة: “غالباً ما يتم الحديث عن الإجهاد بمصطلحات عامة ، لكن نتائجنا توفر دليلاً ملموساً بأنه له تأثير قابل للقياس على الشيخوخة البيولوجية”.
كما اكتشف النموذج أيضًا تباينات خاصة بالجنس في أيض السترويدات. ظهرت أنماط مميزة للذكور والإناث تعكس الاختلافات البيولوجية الجوهرية .على سبيل المثال ، كان لهرمونات الاستروجين تأثير أكبر في النموذج الأنثوي بينما كانت هرمونات الأندروجين أكثر وضوحًا في النموذج الذكوري . وهذا يبرز أهمية مراعاة الملفات الهرمونية الخاصة بالجنس في أبحاث الشيخوخة .
ومن المثير للاهتمام أيضًا أن الدراسة استكشفت تأثير عوامل نمط الحياة مثل التدخين . وأظهرت النتائج أن المدخنين الذكور يظهرون تسارعًا ذا دلالة إحصائية في الشيخوخة البيولوجية مقارنة بغير المدخنين . وهذا يشير إلى أن خيارات نمط الحياة يمكن أن يكون لها تأثير قابل للقياس على عملية الشيخوخة ، رغم اعتراف الدراسة بأن بيانات أكثر شمولاً حول عوامل نمط الحياة الأخرى ستكون ضرورية لفهم كامل .
بينما تقدم الأبحاث رؤى واعدة ، يشير المؤلفون إلى عدة قيود . قد تحدد حجم العينة الصغيرة نسبيًا وعدم وجود بيانات تفصيلية حول نمط الحياة إمكانية تعميم النتائج . بالإضافة إلى ذلك ، يعامل النموذج السترويدات بطريقة ثابتة دون الأخذ بعين الاعتبار التقلبات اليومية . قد تساعد الدراسات المستقبلية مع مجموعات أكبر وبيانات طولانية في تحسين النموذج بشكل أكبر .
قال الدكتور زي وانغ: “هذه مجرد البداية”. “من خلال توسيع مجموعة البيانات لدينا وإدراج مؤشرات حيوية إضافية نأمل تحسين النموذج بشكل أكبر وكشف رؤى أعمق حول آليات الشيخوخة”.
التطبيقات المحتملة لهذا النموذج المدعوم بالذكاء الاصطناعي واسعة النطاق . فقد يمهد الطريق لمراقبة صحّة أكثر تخصيصًا واكتشاف الأمراض مبكرًا وبرامج صحة مصممة خصيصا للأفراد . إن القدرة على تقييم “سرعة شيخوختك” باختبار دم بسيط قد يمثل تطوراً كبيراً في الرعاية الصحية الوقائية .
مع التقدم المستمر في مجال الذكاء الاصطناعي والبحوث الطبية الحيوية يصبح قياس – وحتى إبطاء – الشيخوخة البيولوجيه أمر ممكن بشكل متزايد . حتى الآن تؤكد الدراسة التأثير العميق الذي يمكن أن تحدثه الهرمونات وخاصة تلك المتعلقة بالإجهاد مثل الكورتيزول علينا أثناء تقدم عمرنَا.
تم نشر الدراسة بعنوان “توقع العمر البيولوجي باستخدام نموذج DNN يعتمد على مسارات تكوين السترويد”في مجلة” ساينس أدفانس ”.
