بالا سمت چپ: یک نمونه خون کوچک برای اندازه‌گیری ۲۲ استروئید کلیدی تجزیه و تحلیل می‌شود و داده‌ها به یک سیستم هوش مصنوعی وارد می‌شود تا سن زیستی محاسبه گردد.
بالا سمت راست: سن زیستی پیش‌بینی‌شده توسط هوش مصنوعی (BA) همبستگی عمومی با سن تقویمی (CA) دارد، اما تفاوت‌های فردی با گذشت زمان بیشتر می‌شود.
پایین: با استفاده از استعاره‌ی “رودخانه‌ای که هرچه پیش می‌رود، گسترش می‌یابد”، این تصویر نحوه‌ی تغییر سن زیستی را با گذر زمان نشان می‌دهد. اعتبار: زی وانگ.
همه ما افرادی را می‌شناسیم که به نظر می‌رسد روند پیری را به چالش می‌کشند—کسانی که با وجود داشتن سن یکسان، جوان‌تر از همسالان خود به نظر می‌رسند. راز آنها چیست؟
همه ما کسی را می‌شناسیم که به نظر می‌رسد پیری را به چالش کشیده است—افرادی که با وجود هم‌سن بودن، جوان‌تر از همسالان خود به نظر می‌رسند. راز آنها چیست؟ دانشمندان دانشگاه اوزاکا (ژاپن) ممکن است راهی برای اندازه‌گیری این تفاوت پیدا کرده باشند. با ادغام مسیرهای متابولیسم هورمون‌ها (استروئیدها) در یک مدل مبتنی بر هوش مصنوعی، آنها سیستمی جدید برای تخمین سن بیولوژیکی فرد توسعه داده‌اند. سن بیولوژیکی معیاری است که نشان می‌دهد بدن فرد چقدر خوب پیر شده است، نه صرفاً شمارش سال‌هایی که از زمان تولد گذشته است.
دانشمندان دانشگاه اوساکا (ژاپن) ممکن است راهی برای اندازه‌گیری این تفاوت یافته باشند. آنها با گنجاندن مسیرهای متابولیسم هورمون‌های استروئیدی در یک مدل مبتنی بر هوش مصنوعی، سیستمی جدید برای تخمین سن زیستی افراد توسعه داده‌اند؛ معیاری که نشان می‌دهد بدن فرد چقدر خوب پیر شده است، نه تنها با شمردن سال‌های عمر.
با استفاده از تنها پنج قطره خون، این روش جدید ۲۲ استروئید کلیدی و تعاملات آنها را تجزیه و تحلیل می‌کند تا ارزیابی دقیق‌تری از سلامت ارائه دهد. مطالعه‌ی پیشرفته‌ی این تیم که در Science Advances منتشر شده است، قدمی رو به جلو در مدیریت سلامت شخصی‌شده است و امکان شناسایی زودهنگام ریسک‌های سلامتی مرتبط با سن و مداخلات شخصی‌سازی‌شده را فراهم می‌کند.
باز کردن امضای پیری بدن
پیری تنها به تعداد سال‌هایی که زندگی کرده‌ایم مربوط نمی‌شود—بلکه تحت تأثیر ژنتیک، سبک زندگی و عوامل محیطی است. روش‌های سنتی برای تخمین سن زیستی به شاخص‌های بیولوژیکی گسترده‌ای مانند متیلاسیون DNA یا سطوح پروتئین تکیه می‌کنند، اما این روش‌ها اغلب شبکه‌های هورمونی پیچیده‌ای را که تعادل درونی بدن را تنظیم می‌کنند، نادیده می‌گیرند.
“بدن‌های ما برای حفظ هموستاز به هورمون‌ها وابسته هستند، بنابراین ما فکر کردیم چرا این‌ها را به عنوان شاخص‌های کلیدی پیری استفاده نکنیم؟” می‌گوید دکتر کیویی وانگ، نویسنده همکار اولین این مطالعه. برای آزمایش این ایده، تیم تحقیقاتی بر روی هورمون‌های استروئیدی که نقش حیاتی در متابولیسم، عملکرد ایمنی و پاسخ به استرس دارند، تمرکز کرد.
مدل جدید مبتنی بر هوش مصنوعی
تیم تحقیقاتی یک مدل شبکه عصبی عمیق (DNN) توسعه داده‌اند که مسیرهای متابولیسم استروئید را در خود جای می‌دهد، که آن را به اولین مدل هوش مصنوعی تبدیل می‌کند که به طور صریح تعاملات بین مولکول‌های مختلف استروئید را در نظر می‌گیرد. به جای بررسی سطوح مطلق استروئیدها—که می‌توانند بین افراد به طور گسترده‌ای متفاوت باشند—مدل به بررسی نسبت‌های استروئید می‌پردازد، که ارزیابی دقیق‌تر و شخصی‌سازی‌شده‌تری از سن زیستی فراهم می‌آورد.
“رویکرد ما نویز ناشی از تفاوت‌های سطح استروئید فردی را کاهش می‌دهد و به مدل اجازه می‌دهد که روی الگوهای معنادار تمرکز کند”، توضیح می‌دهد دکتر زی وانگ، نویسنده همکار اول و نویسنده مسئول این کار. این مدل بر روی نمونه‌های خون از صدها فرد آموزش داده شده و نشان داد که تفاوت‌های سن زیستی تمایل دارند با افزایش سن افراد بیشتر شوند—اثر مشابه به گسترش یک رودخانه به هنگام حرکت به سمت پایین‌دست.
بینش‌ها و پیامدهای کلیدی
یکی از برجسته‌ترین یافته‌های مطالعه به کورتیزول، هورمون استروئیدی که معمولاً با استرس مرتبط است، می‌پردازد. محققان دریافتند که زمانی که سطح کورتیزول دو برابر می‌شود، سن زیستی تقریباً ۱.۵ برابر افزایش می‌یابد. این نشان می‌دهد که استرس مزمن می‌تواند پیری را در سطح بیوشیمیایی تسریع کند و اهمیت مدیریت استرس در حفظ سلامت بلندمدت را تقویت می‌کند.
“استرس معمولاً به‌طور عمومی مورد بحث قرار می‌گیرد، اما یافته‌های ما شواهد ملموسی را فراهم می‌آورد که نشان می‌دهد استرس تأثیر قابل اندازه‌گیری بر پیری زیستی دارد”، می‌گوید پروفسور توشیفومی تاکائو، نویسنده مسئول و متخصص در شیمی تحلیلی و طیف‌سنجی جرمی.
محققان بر این باورند که مدل سن زیستی مبتنی بر هوش مصنوعی می‌تواند راه را برای نظارت سلامت شخصی‌سازی‌شده هموار کند. کاربردهای آینده ممکن است شامل شناسایی زودهنگام بیماری‌ها، برنامه‌های سلامت سفارشی‌شده و حتی توصیه‌های سبک زندگی باشد که به‌طور خاص برای کاهش سرعت پیری طراحی شده‌اند.
نگاهی به آینده
در حالی که این مطالعه نمایانگر گامی مهم به جلو است، تیم تحقیقاتی اذعان دارد که پیری زیستی یک فرایند پیچیده است که تحت تأثیر بسیاری از عوامل فراتر از هورمون‌ها قرار دارد. “این تنها آغاز کار است”، می‌گوید دکتر زی. وانگ. “با گسترش مجموعه داده‌های خود و گنجاندن نشانگرهای بیولوژیکی اضافی، امیدواریم مدل را بهبود دهیم و بینش‌های عمیق‌تری در مورد مکانیسم‌های پیری به دست آوریم.”
با پیشرفت‌های مداوم در هوش مصنوعی و تحقیقات زیست‌پزشکی، رویای اندازه‌گیری دقیق—و حتی کند کردن—پیری زیستی به طور فزاینده‌ای ممکن به نظر می‌رسد. با این حال، در حال حاضر، توانایی ارزیابی “سرعت پیری” با یک آزمایش خون ساده می‌تواند نقطه عطفی در پیشگیری از مراقبت‌های بهداشتی باشد.
لینک منبع خبر : medicalxpress
نظرات کاربران