الذكاء الاصطناعي يكتشف السرطان في عينات دم خلال دقائق

عندما ينتشر السرطان، يمكن أن تنفصل كميات ضئيلة من الخلايا عن الأورام وتنتشر في مجرى الدم. وتُعدّ الخزعة السائلة وسيلةً للكشف عن وجود هذا المرض من خلال رصد هذه الخلايا السرطانية العائمة في عينات الدم. رغم ذلك، يتطلب الأمر متخصصين مدربين لتفحص ومراجعة صور آلاف الخلايا، من بين ملايين الخلايا المحتملة، على شريحة على مدار ساعات طويلة.

أما الآن، فقد طوّر باحثون في جامعة جنوب كاليفورنيا، خوارزمية ذكاء اصطناعي جديدة لأتمتة اكتشاف بعض الخلايا السرطانية من بين ملايين خلايا الدم الطبيعية.
في غضون 10 دقائق تقريبًا، تستطيع الخوارزمية تحديد "الإبر في كومة القش"، للكشف عن السرطان بشكل أسرع، وتحديد ما إذا كان السرطان قد عاد، وربما تحديد العلاجات المناسبة.
نشر شرح للخوارزمية الجديدة، المسماة RED (كشف الأحداث النادرة)، في ورقة بحثية ضمن مجلة npj Precision Oncology، بقلم خافيير مورغويتيو-إيساندي، الحاصل على درجة الدكتوراه في قسم هندسة الفضاء والميكانيكا بجامعة جنوب كاليفورنيا (متخصصًا في التعلم الآلي والذكاء الاصطناعي).
يوضح أسعد أوبراي، أستاذ هندسة الفضاء والميكانيكا "لا تحتاج الآلات إلى معالجة المعلومات بنفس الطريقة التي يُعالجها بها البشر".
تعمل RED بشكل مختلف عن الأدوات الحسابية الحالية لخزعات السوائل التي تتطلب مشاركة بشرية. في الواقع، بدلاً من البحث عن سمات محددة ومعروفة لخلية سرطانية وتجميع ملايين الخلايا في مجموعات أصغر، لا يحتاج RED حتى إلى معرفة شكل "الإبرة" التي يبحث عنها.
ووفقًا لأوبيراي، المؤلف المشارك في البحث، يستخدم RED الذكاء الاصطناعي لتحديد الأنماط غير العادية وتصنيف كل شيء حسب ندرته، حيث تظهر النتائج الأكثر غرابة في المقدمة.
تُشير الخوارزمية إلى أن "أحد هذه الأشياء ليس كغيره". أو كما يقول بيتر كون، أستاذ العلوم البيولوجية، يمكن للخوارزمية فحص ملايين الخلايا و"فصل القيم الشاذة عن القيم غير الشاذة".
اقرأ أيضا... الذكاء الاصطناعي يحدد العوامل الجينية المسببة للسرطان
يستند هذا العمل إلى أعمال سابقة لأوبيراي وكون تتعلق بسرطان الثدي.
يُعدّ الأمر شخصيًا بالنسبة لكون، الذي عمل في هذا الموضوع لأكثر من عقد من الزمان. شُخِّصت والدته بسرطان الثدي، وقد جمع كون، بصفته مديرًا لمعهد العلوم المتقاربة للسرطان في مركز ميكلسون بجامعة جنوب كاليفورنيا، مجموعة كبيرة من البيانات المُعلّق عليها بشريًا والمتعلقة بسرطان الثدي. سمح هذا لفريق البحث المشترك باختبار الخوارزمية بطريقتين: أولاً، من خلال النظر في نتائج فحوصات دم مرضى معروفين مصابين بسرطان الثدي المتقدم، ثم في اختبار آخر، إضافة خلايا سرطانية إلى عينات دم سليمة لمعرفة ما إذا كان بإمكان RED اكتشافها.
الخوارزمية:
عثرت على 99% من خلايا السرطان الظهارية المضافة
عثرت على 97% من خلايا البطانة الغشائية المضافة
كما قللت كمية البيانات المطلوب مراجعتها بمقدار 1000 مرة.
يقول أوبيري إنه بالإضافة إلى إزالة التحيز البشري "أصبحنا قادرين على إيجاد إشارات أكثر من النهج القديم. لقد تمكنا من إيجاد ضعف عدد الخلايا المهمة مقارنةً بالنهج القديم".
ويضيف "تُرسخ هذه الورقة البحثية هذه التقنية كوسيلة لعزل الخلايا "المثيرة للاهتمام" المرتبطة بالسرطان حاسوبيًا".
يُحقق هذا النهج الجديد بالفعل فوائد كبيرة، ويُطبق لفهم نتائج أنواع السرطان مثل سرطان الثدي وسرطان البنكرياس والورم النقوي المتعدد.
يشرح كون تأثير هذا العمل قائلاً: "[هذه] طريقة جديدة كلياً، وغير بديهية من نواحٍ عديدة، لتحليل كومة القش التي تُطلق موجةً كاملةً من التطورات الجديدة القائمة على الذكاء الاصطناعي والتعلم العميق".
ويأمل أن تُسهم هذه الدراسة والأبحاث المستقبلية في ثلاثة جوانب أساسية من رحلة المريض، من خلال الإجابة على الأسئلة التالية:
هل أُعاني من السرطان؟
هل اختفى السرطان أم عاد؟
ما هو أفضل علاجٍ لاحقٍ للسرطان؟
يقول كون "نريد دعم كلٍّ من هذه الجوانب من رحلة المريض ببياناتٍ من الدم"، مضيفا "هذا أحد الأمثلة الرائعة على تغيير الذكاء الاصطناعي الحديث لطريقة إجرائنا لأبحاث الرعاية الصحية. خطوتنا التالية هي مواصلة الدفع بعجلة الذكاء الاصطناعي نحو إحداث تغييرٍ جذريٍّ في قدرتنا على اكتشاف السرطان في دم المرضى مبكراً".
ووفقاً لأوبيراي، يُعدّ هذا أيضاً مثالاً رائعاً على البحث المتقارب، حيث اجتمع باحثون ذوو خبرة في مجالاتٍ مختلفة من العلوم والهندسة لإيجاد حلٍّ فعالٍ لمشكلةٍ صعبة.
مصطفى أوفى (أبوظبي)

أخبار ذات صلة عبدالله بن بيّه يدعو إلى إطار أخلاقي عالمي للذكاء الاصطناعي حمدان بن محمد يعتمد حزمة من المبادرات والمشاريع النوعية بهدف تسريع وتيرة التحول الرقمي في دبي

المصدر: صحيفة الاتحاد