عدد اليوم
طور باحثون من جامعة كارلوس الثالث في العاصمة الإسبانية مدريد ومستشفى جامعي في ليغانيس، منهجية تستخدم الذكاء الاصطناعي لتحليل النشاط الكهربائي للدماغ أثناء النوم، مما يُسهّل التشخيص المبكر لمرض ألزهايمر.
تُظهر الدراسة، التي نُشرت مؤخرًا في مجلة "جيرو ساينس" العلمية (GeroScience)، أن تحليل موجات الدماغ الليلية باستخدام تقنيات التعلّم الآلي يُتيح تحديد التغيرات العصبية المبكرة بطريقة غير جراحية، وتصنيف المرضى إلى ثلاث مجموعات فرعية بيولوجية متميزة.
يُعدّ ألزهايمر مرضًا تنكسيًا عصبيًا متفاقمًا، تظهر أعراضه السريرية عادةً بعد 10 إلى 20 عامًا من بدء العمليات المرضية في الدماغ. ولا تُجدي الأدوية المتوفرة حاليًا نفعًا إلا إذا تم تناولها في المراحل المبكرة من المرض.
على الرغم من أن اختبار البلازما للكشف عن "بروتين تاو الفسفوري" (p-tau217) بدأ يُدمج في الممارسة السريرية في بعض المستشفيات الإسبانية، إلا أن توفر هذا الاختبار لا يزال غير موحد في جميع أنحاء النظام الصحي الوطني.
يركز هذا البحث على النوم خلال فترة النشاط العالي التي يقوم فيها الدماغ بتنظيف الخلايا من الفضلات الأيضية، بما في ذلك بروتين "بيتا أميلويد". توجد علاقة ثنائية الاتجاه في هذه العملية، حيث يُغير مرض ألزهايمر بنية النوم، وبدورها، تُهيئ اضطرابات النوم الآليات التي تُسرع من تطور المرض.
تقول أراتي مونيوز-باروتيا، الباحثة الرئيسية في الدراسة، والأستاذة في قسم علم الأعصاب والعلوم الطبية الحيوية بجامعة كارلوس الثالث "يُتيح لنا تسجيل النشاط الكهربائي أثناء النوم نافذةً على العمليات البيولوجية التي تحدث، والتي قد تؤدي مع مرور الوقت إلى النسيان وأعراض مرض ألزهايمر المميزة".
وتوضح الدكتورة آنا ميكيلا غايتا، أخصائية أمراض الرئة في مستشفى سيفيرو أوتشوا الجامعي "نسعى من خلال بحثنا إلى إيجاد أداة تُتيح التشخيص المبكر لمرض ألزهايمر، أداة غير جراحية، وميسورة التكلفة، وقابلة للتطبيق على نطاق واسع بين عامة الناس".
اقرأ أيضا... أداة تكشف التحيز الخفي في الذكاء الاصطناعي الطبي
الذكاء الاصطناعي المُطبق على تسجيل النوم
قام فريق البحث بتحليل قاعدة بيانات فريدة تجمع بين تسجيلات النشاط الكهربائي الليلي، المعروفة باسم تخطيط النوم المتعدد، وبيانات التعبير البروتيني المُستخلصة من السائل النخاعي للمرضى. وقد أُنشئت قاعدة البيانات هذه في بحث سابق.
أجرى فريق بحثي من معهد ليريدا-IRBLLeida، بقيادة الدكتور فيران باربي، رئيس قسم أمراض الرئة في مستشفى أرناو دي فيلانوفا الجامعي في ليريدا IRBLleida، دراسة شملت 42 مريضًا مصابًا بمرض ألزهايمر من الدرجة الخفيفة إلى المتوسطة، و58 شخصًا سليمًا إدراكيًا كمجموعة ضابطة. جمع الفريق في ليريدا جميع البيانات وأنشأ قاعدة البيانات التي قام الباحثون بتحليلها لاحقًا في هذه الدراسة الجديدة.
وتوضح لورينا غاليغو فيناراس، من قسم علم الأعصاب والعلوم الطبية الحيوية في جامعة كارلوس الثالث، وهي إحدى مؤلفي الدراسة "سُجلت الإشارات باستخدام سلسلة من الأقطاب الكهربائية الموضوعة على فروة الرأس، والتي تلتقط النشاط الكهربائي للخلايا العصبية طوال الليل. استخدمنا الذكاء الاصطناعي لتحليل هذا النشاط الكهربائي وتحديد بعض التغيرات التي قد تكشف عن تراكم البروتينات في الدماغ، مما قد يؤدي لاحقًا إلى أمراض تنكسية عصبية".
وتؤكد غاليغو فيناراس أن "الذكاء الاصطناعي ليس بديلاً عن الفحوصات الطبية، بل يهدف إلى دعم التشخيص المبكر. فهو يسمح بتحليل المعلومات بتفصيل أكبر لتسهيل التشخيص المبكر، وبالتالي بدء العلاج في وقت أبكر بكثير".
وقد نجحت هذه التقنية القائمة على الذكاء الاصطناعي في التمييز بدقة عالية بين الأفراد الأصحاء ومرضى ألزهايمر. علاوة على ذلك، ومن خلال الربط بين هذه البيانات ومؤشرات حيوية رئيسية في السائل النخاعي، مثل بيتا-أميلويد (Aβ42)، وتاو الفسفوري (p-tau181)، وتاو الكلي (t-tau)، وسلسلة نيوروفيلامنت الخفيفة (NfL)، حددت الخوارزمية ثلاث مجموعات فرعية متميزة من مرضى ألزهايمر. وأظهرت هذه الأنماط اختلافات تدريجية في مستويات المؤشرات الحيوية، مما يثبت أن المرض يُظهر بصمات بيولوجية مختلفة منذ مراحله المبكرة.
تطبيقات سريرية محتملة في المستقبل
في المستقبل، يمكن لهذه الأدوات، القائمة على دراسات النوم الليلي، أن تُكمّل فحوصات الدم، مثل فحص بروتين تاو الفسفوري (p-tau217). قد يُوفّر هذا النهج مسارًا فعالًا من حيث تكلفة الفحص، ويُمكن إجراؤه من منزل المريض، للكشف عن المراحل المبكرة من مرض ألزهايمر، مع معالجة اضطرابات النوم في الوقت نفسه، مما يُساعد على إبطاء تدهور القدرات الإدراكية.
وتختتم الدكتورة آنا ميكايلا غايتا قائلةً "من الأمور الأخرى التي تعلمناها من هذا البحث أن مستقبل العلوم في هذا المجال يعتمد على دمج تخصصات مختلفة، مثل علم الأعصاب، وأمراض الرئة، والهندسة. هذا التعاون ضروري لأن الأدوية التي يجري تطويرها حاليًا لا تُؤثر إلا في المراحل المبكرة من مرض ألزهايمر".
مصطفى أوفى (أبوظبي)
