طلاب تعاونية واترلو يدمجون الذكاء الاصطناعي في دراسة الشلل الدماغي

أجرى طالبان جامعيان من جامعة واترلو، مورتو هيلالي وكريتيكا غروفر، وكلاهما في كلية الآداب والعلوم الإنسانية والعلوم الجينية، أبحاثهما في مركز أبحاث سيك كيدز (SickKids)، مستفيدين من أدوات الذكاء الاصطناعي لدراسة السمات الجينية المرتبطة بالشلل الدماغي. إن مساهمتهما القيّمة هي السبب في إدراجهما ككاتبين في ورقة بحثية قادمة بعنوان "تقنيات التكاثر الجيني قبل الأدوات الحديثة"، والتي ستنشرها مجلة Nature Genetics.

دراسة رائدة للشلل الدماغي باستخدام الذكاء الاصطناعي وAlphaFold

تم استخدام خوارزمية AlphaFold للذكاء الاصطناعي لمعالجة البروتينات التي تحتوي جيناتها على طفرات مرتبطة بالشلل الدماغي وفهم كيفية ارتباطها بالمرض على المستوى الجزيئي. يشير هذا النوع من المشاريع إلى كيف يمكن للتطبيق الرقمي أن يوفر الأساس لاكتشاف الجينات المسؤولة عن المرض الوراثي الذي كان غير قابل للتعريف سابقاً بسبب تعقيد المرض المرتبط بالأمراض العصبية.

بدأ هريداي هيلالي، الذي يدرس التكنولوجيا الحيوية والاقتصاد منذ خريف عام 2019، العرض بتوضيح كيفية استخدام AlphaFold للحصول على تمثيل لهيكل الجينات في هذه الحالة والعلاقة بين هياكل تلك الجينات وسمات الشلل الدماغي. سيقدّر مشرفه بالتأكيد انتباه البروفيسور للعيوب الحرجة، حيث كان يحاول أيضاً تسليط الضوء عليها بنفسه.

بعد ذلك، تولت شيفالي غروفر، طالبة الكيمياء الحيوية مع درجة بديلة في الحوسبة، المقعد. علاوة على ذلك، وبعد ذلك الإثبات، تم استخدام مطياف الكتلة لفحص اقتران قواعد الجين قبل إهماله من قبل AlphaFold، الذي ربط الشكل الجيني لمرض معين.

 بالإضافة إلى ذلك، وفرت السنة الإضافية مساحة أكبر للدراسة - تمكنا من اختبار الكثير أكثر، وبالتالي، في الوقت المناسب، أنشأنا إثبات المفهوم: تقنية ذكاء اصطناعي قادرة على تسريع وزيادة حجم البيانات دون اختلال.

آثار مستقبلية على الرعاية الصحية

من المرجح أن يكون الذكاء الاصطناعي في الدراسات الجينية في سيك كيدز (SickKids) هو الحالة الأكثر ابتكاراً لكيفية إدارة عمليات تطوير الأدوية في الرعاية الصحية في المستقبل. تتيح التحليلات القائمة على الذكاء الاصطناعي - دراسات هيتالي وغروفر - إعداد مختبر بسيط من خلال استبدال التجارب الفعلية بالمحاكاة. لا يمكن لهذا النهج أن يقلل فقط من الوقت المستغرق لشركات البحث، بل يوسع أيضاً نطاق المجالات القابلة للتقييم علمياً والتطورات العلاجية.

لا يمكن الشك في أن لديهم خبرة تعاونية مزدهرة، كما أظهر لاحقاً عملهم تحت إشراف مثالي قدمه الدكتور ستيفن سكارير (القائد) وكذلك من خلال بيئة استخدمت البحث كأداة للتطوير. يذكر العلماء أن أحد أهداف الدعوة إلى العمل هو تطبيق التعلم في الفصل في الحياة الواقعية والسماح بالاكتشاف الثقافي. علاوة على ذلك، يحددون الأبعاد التي يجب فيها توليد المعرفة الرصدية.

مثلما كان الحال سابقاً في واترلو، فإن أحد المفاهيم الأساسية للجامعة التي تراكمت بمرور الوقت هو أن التعليم التعاوني هو مسار مخصص لمنح الطلاب خبرة عملية مباشرة وجسور تواصل في العلوم والتكنولوجيا.

في هذه الحالة، يمثل التعاون بين طلاب واترلو ومعهد أبحاث سيك كيدز (SickKids Research) أحد العنصرين الرئيسيين الذين يمكّنان من حل لغز الشلل الدماغي.