هوش مصنوعی به محققان کمک می‌کند تا ویروس بعدی مشابه سارس را پیدا کنند

به گزارش مکاترونیک نیوز، یک تیم تحقیقاتی بین‌المللی که توسط محققان دانشگاه جورج‌تاون هدایت می‌شوند، با استفاده از هوش مصنوعی توانسته‌اند پیش‌بینی کنند که کدام ویروس‌ها (مانند ویروس سارس، کویید-2 که باعث همه گیری ویروس کووید-19 شد) انسان‌ها را می‌توانند آلوده کنند، کدام حیوانات میزبان آن‌ها هستند واین ویروس‌ها در چه جاهایی می توانند ظهور کنند.

مجموعه مدل‌های پیش‌بینی‌کننده میزبان‌های احتمالی، که در شماره ۱۰ ژانویه مجله The Lancent Microbe گزارش شد، در یک پروژه ۱۸ ماهه برای تعیین گونه‌های خاص خفاش که احتمالاً حاوی ویروس‌های بتاکورونا هستند، تأیید شد، گروهی که شامل ویروس‌هایی شبیه سارس هستند.

“اگر می‌خواهید این ویروس‌ها را پیدا کنید، باید با مشخصات میزبان‌های آن‌ها از جمله محیط زیست، تکامل آنها و حتی شکل بال‌هایشان شروع کنید. هوش مصنوعی به ما امکان را می‌دهد که داده‌های مربوط به خفاش‌ها را بگیریم و آن‌ها را به پیش‌بینی‌های ملموس تبدیل کنیم: کجا باید به دنبال سارس بعدی باشیم؟”

کالین کارلسون نویسنده ارشد این مطالعه، دکتری واستادیار پژوهشی بخش میکروبیولوژی و ایمونولوژی و عضو مرکز علوم بهداشت جهانی و امنیت در مرکز پزشکی دانشگاه جورج تاون

با وجود سرمایه گذاری‌های جهانی در زمینه نظارت بر بیماری‌ها، شناسایی و ردیابی زادگاه و محل حیات وحش ویروس‌هایی که روزی می‌توانند انسان‌ها را آلوده کنند، هنوز چالش برانگیز است. مدل‌های آماری به‌تدریج برای رتبه‌بندی گونه‌های حیات‌وحش و برای نمونه‌گیری مورد استفاده قرار می‌گیرند، اما پیش‌بینی‌هایی که از هر مدل تولید می‌شود می‌تواند بسیار نامشخص باشد.
محققان همچنین به ندرت در مورد شکست یا موفقیت پیش‌بینی‌های خود پس از انتشار عمومی آن‌ها نظارت می‌کنند که این موضوع یادگیری و ایجاد مدل‌های بهتر در آینده را دشوار می‌کند. در مجموع، این محدودیت ها نشان می‌دهد که ابهام زیادی وجود دارد که آیا مدل‌های موجود به طور ایده آل در این زمینه مناسب هستند و یا خیر؟

این تحقیق جدید پیشنهاد می‌کند که جستجوی ویروس‌های مرتبط با هم می‌تواند قابل توجه باشد، به طوری که پیش‌بینی می‌شود بیش از ۴۰۰ گونه خفاش در سراسر جهان حاوی ویروس‌ بتاکورونا هستند، دسته بزرگی از این ویروس‌ها شامل ویروس‌هایی می‌شود که مسبب بیماریSARS-CoV )ویروسی که در سال 2002-2004 باعث شیوع بیماری سارس شد) و SARS-CoV2(ویروسی که باعث 19-COVID می شود) هستند.

اگرچه منبع ویروس سارس( SARS-CoV2 ) هنوز نامشخص است، اما نشأت گرفتن سایر ویروس‌ها از خفاش‌ها به دلیل عواملی مانند تغییرات آب و هوا و توسعه کشاورزی، موضوعی مهم و حیاتی است.

“کووید-19 انگیزه ای برای تسریع تحقیقات محققین ایجاد کرد. این واقعا یک فرصت نادر است. جدا از یک بیماری همه‌گیر، ما هرگز در بازه زمانی به این کوچکی اینقدر درباره این ویروس ها یاد نگرفته بودیم. یک دهه تحقیق در حدود یک سال انتشار خلاصه شده است و این بدان معناست که ما می توانیم نشان دهیم که این ابزارها واقعاً کار می‌کنند.”

دکتر جورج آلبری، فوق دکترا در دپارتمان زیست شناسی جورج تاون

در سه ماهه اول سال 2020، تیم تحقیقاتی آنها هشت مدل آماری مختلف را مهندسی کردند که پیش‌بینی می‌کرد کدام نوع از حیوانات می‌توانند حاوی بتاکورونا ویروس باشند. سپس، برای بیش از یک سال،این محققان 40 خفاش میزبان ویروس بتاکورونا را برای تأیید پیش‌بینی‌های اولیه و ارتقای پویای مدل‌هایشان مورد مطالعه قرار دادند.
این تیم متوجه شد که مدل‌هایی که داده‌های مربوط به اکولوژی و تکامل خفاش را هدایت می‌کنند، در پیش‌بینی میزبان‌های جدید بسیار خوب عمل می‌کنند.اما در مقابل، مدل‌های پیشرفته‌ای از علوم شبکه که از ریاضیات سطح بالا استفاده می‌کردند، داده‌های بیولوژیکی کمتری، تقریباً به همان اندازه یا بدتر از آنچه که به‌ طور تصادفی تخمین زده می‌شد، عمل کردند.

“مطلب مهمی که متوجه شدیم این بود که گونه های بیشتری ازخفاش ها باید مورد مطالعه قرار گیرند و پس از شناسایی میزبان‌های احتمالی، گام بعدی سرمایه‌گذاری در نظارت برای درک مکان و زمان احتمال انتشار ویروس‌ بتاکورونا است.”

دانیل بکر دکترا، استادیار زیست شناسی، دانشگاه اوکلاهاما

این تیم در حال حاضر با دانشمندان دیگر در سراسر جهان برای آزمایش نمونه‌های خفاش‌ها برای کروناویروس طبق پیش‌بینی‌هایشان همکاری می‌کند.

“اگر ما پول، منابع و زمان کمتری را برای یافتن این ویروس ها صرف کنیم، می توانیم همه آن منابع را در مواردی قرار دهیم که در واقع جان انسان‌ها را نجات می‌دهد همینطور ما می‌توانیم در ساخت واکسن‌های جهانی برای هدف قرار دادن آن ویروس ها یا نظارت بر سرایت ویروس‌ها در افرادی که در نزدیکی خفاش ها زندگی می‌کنند سرمایه‌گذاری کنیم. این یک فعالیت برد برد برای علم و سلامت عمومی است.”

کارلسون

منبع خبر: WWW.AZOROBOTICS.COM

نام خبرنگار : مریم آموت سر