نموذج ذكاء اصطناعي جديد يشخّص أورام الدماغ بدقة 99% دون جراحة

أعلن باحثون في مستشفى شاريتيه الجامعي في برلين عن تطوير نموذج ذكاء اصطناعي متقدّم يُدعى crossNN، قادر على تصنيف أورام الدماغ بدقة تفوق 99.1%، دون الحاجة إلى عمليات جراحية أو أخذ عينات نسيجية خطيرة، يعتمد النموذج على تحليل بصمات الحمض النووي اللاجيني (epigenetic fingerprint) المستخلصة من سوائل الجسم مثل السائل الدماغي الشوكي، لتوفير تشخيص سريع وآمن وموثوق.
- وداعا للخزعات الخطرة
جاءت الفكرة من حالة مريض ظهرت عليه أعراض ازدواج في الرؤية، وبعد التصوير بالرنين المغناطيسي، وُجد الورم في منطقة يصعب الوصول إليها بالجراحة، وبدلا من تعريض المريض لمخاطر الخزعة الجراحية، استخدم الفريق البحثي بقيادة د. فيليب أوسكيرشن تقنية تحليل الحمض النووي اللاجيني من السائل الدماغي الشوكي لتحديد نوع الورم بدقة فائقة.
- بصمة جينية تفتح آفاقا جديدة
يوضح د. أوسكيرشن: "تحمل الخلايا السرطانية بصمات جينية فريدة ناتجة عن تعديلات لاجينية تُشبه مفاتيح تشغيل وإيقاف للجينات. هذه التعديلات تُكوّن نمطا مميزا يُمكن استخدامه للتفريق بين أكثر من 170 نوعا من الأورام، حتى عندما يتم الحصول على معلومات جزئية فقط من الحمض النووي."
يستند نموذج crossNN إلى شبكة عصبية بسيطة لكنها قوية، تم تدريبها على بيانات أكثر من 8,000 ورم مرجعي، ثم اختُبرت لاحقا على أكثر من 5,000 ورم. وقد حقق النموذج دقة تصنيف بلغت 99.1% لأورام الدماغ و97.8% لأنواع السرطان الأخرى.
- من السائل إلى التشخيص: نهج غير جراحي تماما
في بعض الحالات، قد يكون عيّنة صغيرة من السائل الدماغي الشوكي كافية لتحديد نوع الورم بدقة دون جراحة، استخدم الفريق تقنية متطورة تُعرف باسم "تسلسل النانو بور" (nanopore sequencing)، وهي أداة حديثة وسريعة لتحليل الحمض النووي.
- السر في التعلّم العميق والشفافية
ما يميز نموذج crossNN ليس فقط دقته العالية، بل أيضا بساطته وشفافيته، إذ يُمكن تتبع عملية اتخاذ القرار داخله، مما يجعله ملائمًا للدمج في التطبيقات الطبية السريرية، وهو عامل حاسم لاعتماده في المستقبل.
- نحو اعتماد سريري شامل
بالتعاون مع الاتحاد الألماني لأبحاث السرطان (DKTK)، يُجري الباحثون الآن تجارب سريرية في جميع مواقع DKTK الثمانية في ألمانيا لاختبار أداء النموذج في بيئات سريرية حقيقية. كما يُخطط لتجربته في أثناء العمليات الجراحية أيضا.
- مستقبل التشخيص الوراثي
بحسب د. سورين لوكاسن، رئيس مجموعة "الأوميكس الطبية" في معهد الصحة في برلين:
"رغم أن نموذجنا بسيط من حيث البنية، إلا أنه يتفوّق على النماذج المعقّدة السابقة من حيث الدقة والموثوقية، ما يفتح الباب أمام استخدامه في التشخيص الروتيني بتكلفة أقل ونتائج أسرع."
يمثل نموذج crossNN نقلة نوعية في تشخيص السرطان، لا سيما أورام الدماغ، حيث يتيح تشخيصًا دقيقًا وسريعًا دون تدخل جراحي، ويُتوقع أن يُحدث ثورة في الطب الشخصي عبر تمكين الأطباء من اتخاذ قرارات علاجية دقيقة في وقت قياسي وبأمان تام.

المصدر:   SciTechDaily