تطوير خوارزميات تتنبأ “باللغة البيولوجية” للسرطان ومرض الزهايمر

أظهرت الخوارزميات المشابهة لتلك المستخدمة في Netflix و Amazon و Facebook القدرة على فك شفرة “اللغة البيولوجية” للسرطان ومرض الزهايمر والأمراض العصبية التنكسية الأخرى.

قام الباحثون بتدريب نموذج لغوي واسع النطاق مع توصية منظمة العفو الدولية ، للنظر في ما يحدث عندما يحدث خطأ ما في البروتينات التي تؤدي إلى تطور المرض.

خلال التجارب التي أجرتها كلية سانت جون وجامعة كامبريدج ، تمت برمجة الخوارزمية لتعلم لغة تغيير شكل قطرات البروتين في الخلايا لفهم وظيفتها وعدم توازنها.

من خلال تعلم لغة قطرات البروتين هذه ، يمكن للفريق بعد ذلك تصحيح الأخطاء النحوية داخل الخلايا التي تسبب المرض.

قال البروفيسور توماس نولز ، زميل في كلية سانت جون: “أي عيوب مرتبطة بقطرات البروتين هذه يمكن أن تؤدي إلى أمراض مثل السرطان.

وأضاف: “هذا هو السبب في أن إدخال تقنية معالجة اللغة الطبيعية في البحث في الأصول الجزيئية لخلل في البروتين أمر حيوي إذا أردنا أن نكون قادرين على تصحيح الأخطاء النحوية داخل الخلايا التي تسبب المرض”.

“أحدثت تقنية التعلم الآلي موجات في صناعة التكنولوجيا – تستخدمها Netflix للتوصية بسلسلة ، وتقترح Facebook شخصًا ما إلى صديق ، ولدى Alexa من Amazon خوارزمية للتعرف على الأشخاص بناءً على أصواتهم ، ومع ذلك فإن العالم الطبي يحتضن التكنولوجيا في الطريقة التي تنقذ الأرواح “.

قال نولز ، المؤلف الرئيسي للدراسة ، إن إدخال تقنية التعلم الآلي في البحث في الأمراض التنكسية العصبية والسرطان هو تغيير مطلق للعبة ، وفي النهاية ، سيكون الهدف هو استخدام الذكاء الاصطناعي لتطوير الأدوية المستهدفة بشكل كبير تخفيف الأعراض أو للوقاية من الخرف على الإطلاق.

كلف الدكتور قاضي ليسار ، المؤلف الأول للورقة البحثية وزميل الباحث في كلية سانت جون ، بتدريب نموذج لغوي واسع النطاق لكشف أسرار البروتين.

وقالت: “جسم الإنسان موطن لآلاف وآلاف من البروتينات ، والعلماء لا يعرفون حتى الآن ما يفعله الكثير منهم ، لذلك طلبنا نموذجًا للغة يعتمد على الشبكة العصبية لتعلم لغة البروتينات”.

وتابعت: “لقد طلبنا تحديدًا من البرنامج تعلم لغة تغيير شكل مثبطات الجزيئات الحيوية – قطرات البروتين في الخلايا – التي يحتاج العلماء حقًا إلى فهمها لكسر لغة الوظيفة البيولوجية والخلل الوظيفي الذي يسبب السرطان والأمراض التنكسية العصبية مثل مرض ألزهايمر ، ووجدنا أنه يمكن أن يتعلم. ، بدون إخبار صريح ، ما اكتشفه العلماء بالفعل حول لغة البروتينات على مدى عقود من البحث.

تلعب البروتينات عددًا من الأدوار الرئيسية في الجسم ، ولكن معظم عملها يتم في الخلايا – فهي توفر البنية والوظيفة وتنظم أنسجة وأعضاء الجسم.

تعد أمراض الزهايمر وباركنسون وهنتنغتون ثلاثة من أكثر الأمراض التنكسية العصبية شيوعًا ، لكن العلماء يعتقدون أن هناك عدة مئات.

وفي مرض الزهايمر ، الذي يصيب 50 مليون شخص في جميع أنحاء العالم ، تصبح البروتينات شريرة ، وتشكل كتلًا وتقتل الخلايا العصبية السليمة.