محققان موسسه «گلادستون» با استفاده از فیلم‌های ویدئویی از موش‌ها، ابزاری برای یادگیری ماشینی ایجاد کرده‌اند که می‌تواند تغییرات رفتاری ظریفی را که ممکن است نشانه‌ای از اولین زمزمه‌های اختلال عملکرد مغز باشد، تشخیص دهد.

به نقل از اس‌اف، دنیایی را تصور کنید که در آن یک فیلمبرداری ساده می‌تواند اولین نشانه‌های تقریبا نامرئی یک بیماری عصبی ویرانگر را آشکار کند. این دقیقا وعده‌ی VAME (Variational Animal Motion Embedding)، یک الگوریتم رایانه‌ای پیچیده است که می‌تواند بی‌نظمی‌های رفتاری را که برای چشم انسان قابل مشاهده نیست، شناسایی کند.

دکتر خورخه پالوپ(Jorge Palop)، نویسنده ارشد این مطالعه، می‌گوید: ما پتانسیل یادگیری ماشینی را برای متحول کردن نحوه تجزیه و تحلیل رفتارهایی که نشان دهنده ناهنجاری‌های اولیه در عملکرد مغز است، نشان داده‌ایم.

برخلاف آزمایش‌های پزشکی سنتی که به کارهای پیچیده یا تجهیزات گران‌قیمت نیاز دارند، این فناوری می‌تواند با ویدیویی با کیفیت گوشی هوشمند کار کند.

محققان دو گروه از موش‌های اصلاح‌شده ژنتیکی را که برای شبیه‌سازی جنبه‌های مختلف بیماری آلزایمر طراحی شده بودند، مطالعه کردند. به جای اینکه موش‌ها را مجبور به انجام آزمایش‌های از پیش تعیین شده کنند، به سادگی حرکات طبیعی آنها را در یک میدان باز ثبت کردند. ابزار یادگیری ماشینی سپس این داده‌ها را تجزیه و تحلیل کرد و درک جذابی ارائه کرد.

ویم(VAME) چه چیزی را کشف کرد؟

با بالا رفتن سن موش‌ها، سیستم، افزایش قابل توجهی در «رفتار نامنظم» تشخیص داد. این بدان معنا نیست که موش‌ها متفاوت حرکت می‌کردند بلکه به این معناست که آنها الگوهای فعالیت نامنظم‌تری را نشان می‌دادند و اغلب بین وظایف به روشی تغییر حالت می‌دادند که ممکن است نشان‌دهنده مشکلات نوظهور حافظه و توجه باشد.

دکتر استفانی میلر(Stephanie Miller)، نویسنده اول این مطالعه، توضیح می‌دهد: من تصور می‌کنم این فناوری برای ارزیابی بیماران در کلینیک و حتی در خانه‌های آنها استفاده شود. این به دانشمندان و پزشکان راهی برای حل مشکل بسیار سخت تشخیص مراحل پیش بالینی بیماری می‌دهد.

این مطالعه در بخش تشخیصی متوقف نشد. محققان همچنین یک رویکرد درمانی بالقوه را با مسدود کردن یک پروتئین لخته‌کننده خون به نام فیبرین آزمایش کردند که تحقیقات قبلی نشان می‌دهد ممکن است به التهاب مغز کمک کند. قابل توجه است که این مداخله به طور چشمگیری تغییرات رفتاری غیرعادی را در موش‌های مبتلا به آلزایمر را کاهش داد.

دکتر کاترینا آکاسوگلو(Katerina Akassoglou)، یکی دیگر از محققان دخیل در این مطالعه، خاطرنشان می‌کند: بسیار دلگرم کننده بود که دیدیم مسدود کردن فعالیت التهابی فیبرین در مغز تقریبا تمام تغییرات رفتاری خود به خودی را در موش‌های مبتلا به آلزایمر کاهش می‌دهد.

در حالی که این تحقیق مقدماتی است و روی موش‌ها انجام شده است، نشان دهنده یک رویکرد بالقوه متحول کننده برای درک و درمان بالقوه آلزایمر است. با دریافت اولین علائم بیماری، پزشکان ممکن است روزی بتوانند خیلی زودتر مداخله کنند و به طور بالقوه زوال شناختی را کاهش داده یا از آن جلوگیری کنند.

هدف نهایی این گروه مشخص است. همانطور که دکتر میلر می‌گوید، هدف این است که این ابزار و رویکردهای مشابه را برای زیست شناسان و پزشکان قابل دسترس‌تر کنند تا زمان تولید داروهای جدید قدرتمند، کوتاه‌تر شود.