به گزارش خبرگزاری خبرآنلاین، پژوهشگران یک سامانه تخصصی هوش مصنوعی برای مطالعه پیری و سن بیولوژیکی انسان توسعه دادهاند که میتواند به دانشمندان در بررسی سرعت پیر شدن بدن و شناسایی عوامل مؤثر بر این فرایند کمک کند. این سامانه با استفاده از دادههای زیستی مرتبط با پیری آموزش دیده و مجموعهای از ۱۷ آزمون برای ارزیابی توانایی مدلهای هوش مصنوعی در پژوهشهای مرتبط با سالمندی ارائه میدهد.
در این گزارش میخوانید:
- هوش مصنوعی چگونه میتواند سن بیولوژیکی انسان را اندازهگیری کند؟
- سن بیولوژیکی چیست و چه تفاوتی با سن شناسنامهای دارد؟
- ساعتهای زیستی چگونه سرعت پیر شدن بدن را بررسی میکنند؟
- پژوهشگران چگونه ۲۳ مدل هوش مصنوعی را برای مطالعه پیری آزمایش کردند؟
- چرا مدلهای تخصصی هوش مصنوعی در برخی آزمونها بهتر از مدلهای بزرگ عمل کردند؟
- هوش مصنوعی چگونه میتواند به کشف اهداف دارویی مرتبط با پیری کمک کند؟
- آیا ساعتهای زیستی در آینده با هوش مصنوعی ساخته خواهند شد؟
- آیا AI میتواند واقعاً سرعت پیر شدن انسان یا طول عمر او را پیشبینی کند؟
هوش مصنوعی چگونه به مطالعه پیری کمک میکند؟
درک اینکه چرا بدن انسان پیر میشود و آیا میتوان سرعت این فرایند را کاهش داد، قرنهاست ذهن انسان را درگیر کرده است. حالا پژوهشگران تلاش میکنند از هوش مصنوعی برای پاسخ دادن به بخشی از این پرسشها استفاده کنند. مطالعه جدید که در مجله nature منتشر شده، یک سامانه هوش مصنوعی اختصاصی برای تحقیقات مرتبط با پیری معرفی میکند. این سامانه شامل مدلهای زبانی بزرگی است که با دادههای مربوط به زیستشناسی پیری آموزش دیدهاند.
پژوهشگران همچنین ۱۷ وظیفه مختلف طراحی کردهاند تا مشخص شود مدلهای هوش مصنوعی تا چه اندازه میتوانند در تحلیل دادهها و حل مسائل مرتبط با پیری عملکرد داشته باشند. این سامانه علاوه بر مدلهای زبانی، ابزارهای پژوهشی مرتبط با پیری و دستیارهای هوش مصنوعی یا همان «ایجنتها» را نیز در یک محیط مشترک قرار میدهد تا پژوهشگران بتوانند تحلیلهای پیچیدهتری انجام دهند.
سن بیولوژیکی چیست و چه تفاوتی با سن شناسنامهای دارد؟
یکی از مفاهیم مهم در تحقیقات مربوط به پیری، سن بیولوژیکی است.
سن شناسنامهای صرفاً تعداد سالهایی است که از تولد فرد گذشته است؛ اما سن بیولوژیکی تلاش میکند نشان دهد بدن یک فرد از نظر شاخصهای زیستی تا چه اندازه پیر شده است.
برای اندازهگیری این موضوع، دانشمندان در سالهای اخیر «ساعتهای زیستی» یا Aging Clocks مختلفی ساختهاند. این ساعتها میتوانند با بررسی عواملی مانند فعالیت ژنها، سطح پروتئینهای خون، ویژگیهای چهره یا تصاویر مغزی، برآوردی از سن بیولوژیکی فرد ارائه کنند.
برای مثال ممکن است دو فرد همسن از نظر شناسنامهای، نشانههای زیستی متفاوتی از پیری داشته باشند.
با این حال، یک مشکل اساسی همچنان وجود دارد: دانشمندان هنوز بهطور کامل نمیدانند نتیجه این ساعتهای زیستی دقیقاً چگونه باید تفسیر شود.
چرا اندازهگیری سن بیولوژیکی هنوز یک چالش علمی است؟
هرچه ابزارهای سنجش سن بیولوژیکی پیشرفتهتر میشوند، پرسشهای بیشتری درباره معنای نتایج آنها مطرح میشود.
برای نمونه، اگر یک دارو باعث شود شاخصهای یک ساعت زیستی نشان دهند سن بیولوژیکی فرد کاهش یافته است، آیا این به معنای معکوس شدن فرایند پیری است؟ یا اینکه دارو فقط وضعیت سلامت عمومی فرد را بهتر کرده است؟
این تفاوت بسیار مهم است، زیرا بهبود سلامت لزوماً به معنای متوقف یا معکوس شدن پیری نیست.
چیارا هرتسوگ، پژوهشگر حوزه اپیژنتیک در دانشگاه کمبریج، این مسئله را یکی از چالشهای اصلی تحقیقات پیری میداند: مشخص کردن اینکه یک تغییر زیستی ناشی از خود فرایند پیری است یا نتیجه یک بیماری و وضعیت سلامت دیگر.
پژوهشگران برای آزمایش هوش مصنوعی چه کردند؟
برای سنجش توانایی مدلهای هوش مصنوعی، پژوهشگران ۱۷ آزمون طراحی کردند که پنج نوع داده زیستی را پوشش میداد:
- اطلاعات بالینی
- دادههای اپیژنتیکی
- فعالیت ژنها
- میزان پروتئینها
- توالیهای ژنتیکی
در یکی از آزمونها، مدل هوش مصنوعی باید با استفاده از اطلاعات بالینی دو فرد تشخیص میداد کدامیک از آنها مسنتر است. در آزمایش دیگری نیز مدل باید با بررسی میزان برخی پروتئینها در خون، سن فرد را تخمین میزد. در مجموع ۲۳ مدل هوش مصنوعی مورد بررسی قرار گرفتند؛ ۱۸ مدل تجاری و عمومی و پنج مدل اختصاصی که پژوهشگران آنها را با دادههای مرتبط با پیری آموزش داده بودند.
مدلهای تخصصی پیری در برخی آزمونها بهتر از مدلهای بزرگ عمل کردند
نتایج نشان داد مدلهای هوش مصنوعی که بهطور اختصاصی برای تحقیقات پیری آموزش دیده بودند، در بسیاری از آزمونها عملکرد بهتری نسبت به مدلهای عمومی و بسیار بزرگ داشتند؛ هرچند این برتری در تمام آزمایشها مشاهده نشد. این یافته نشان میدهد صرفاً بزرگتر بودن یک مدل هوش مصنوعی الزاماً به معنای عملکرد بهتر آن در یک حوزه تخصصی نیست. آموزش مدل با دادههای مرتبط با یک موضوع مشخص میتواند برای برخی وظایف علمی اهمیت زیادی داشته باشد.
مارینکا زیتنیک، دانشمند علوم رایانه در دانشکده پزشکی هاروارد که در این پژوهش مشارکت نداشته، این مطالعه را گامی مهم برای توسعه نسل بعدی مدلهای هوش مصنوعی در حوزه پیری میداند.
هوش مصنوعی میتواند به کشف اهداف دارویی برای مقابله با پیری کمک کند
پژوهشگران تنها به ارزیابی مدلها اکتفا نکردند. آنها یکی از مدلهای اختصاصی خود را به همراه سامانهای متصل به ایجنتهای هوش مصنوعی به کار گرفتند تا اهداف دارویی بالقوه مرتبط با پیری را شناسایی کنند. هدف از چنین رویکردی این است که هوش مصنوعی بتواند در میان حجم بزرگی از دادههای زیستی، ارتباطهایی را پیدا کند که ممکن است برای انسان بهراحتی قابل مشاهده نباشند.
پژوهشگران امیدوارند این روش در آینده به شناسایی مسیرهای زیستی جدید و پیدا کردن اهداف احتمالی برای داروهای مرتبط با بیماریها و فرایند پیری کمک کند.
آینده «ساعتهای پیری» با هوش مصنوعی چه خواهد بود؟
یکی از چشماندازهای مهم این پژوهش، تغییر نحوه ساخت و استفاده از ساعتهای زیستی است.
ساعتهای زیستی فعلی اغلب بر اساس ارتباط میان یک یا چند شاخص زیستی و سن افراد ساخته شدهاند. اما پژوهشگران معتقدند مدلهای هوش مصنوعی میتوانند با ترکیب دادههای بسیار متنوع، تصویری پیچیدهتر از وضعیت زیستی فرد ارائه دهند.
الکس ژاوارونکوف، مدیرعامل شرکت Insilico Medicine و یکی از نویسندگان مطالعه، پیشبینی میکند ساعتهای زیستی آینده بیش از گذشته به مدلهای هوش مصنوعی و مدلهای بنیادی متکی باشند.
با این حال، این به معنای آن نیست که هوش مصنوعی بهزودی میتواند بهطور قطعی بگوید یک فرد چند سال دیگر عمر خواهد کرد یا روند پیری او را متوقف کند. هدف فعلی بیشتر اندازهگیری دقیقتر نشانههای پیری، درک بهتر سازوکار آن و کمک به تحقیقات دارویی است.
آیا هوش مصنوعی میتواند سرعت پیر شدن انسان را مشخص کند؟
پژوهش جدید نشان میدهد هوش مصنوعی میتواند ابزار قدرتمندی برای مطالعه سن بیولوژیکی و فرایند پیری باشد، اما هنوز محدودیتهای مهمی وجود دارد.
مهمترین چالش این است که خود دانشمندان هنوز تعریف کاملاً مشخص و جامعی از «پیری» ندارند. بنابراین حتی اگر یک مدل هوش مصنوعی بتواند سن بیولوژیکی را با دقت بالایی تخمین بزند، تفسیر اینکه این عدد دقیقاً چه معنایی برای سلامت یا طول عمر فرد دارد، همچنان به پژوهشهای بیشتری نیاز دارد.
در نتیجه، هوش مصنوعی فعلاً قرار نیست راز جاودانگی را حل کند؛ اما میتواند به دانشمندان کمک کند پیری را دقیقتر اندازهگیری کنند، سازوکارهای آن را بهتر بشناسند و مسیرهای جدیدی برای تحقیقات پزشکی و دارویی پیدا کنند.
۲۲۷۲۲۷
