الذكاء الاصطناعي يساعد في تحديد مضادات حيوية تقتل البكتيريا المقاومة للأدوية
تاريخ النشر: 22nd, December 2023 GMT
قال موقع "تيك اكسبلوريست" إن دراسة جديدة لمعهد ماساتشوستس استخدمت تكنولوجيا الذكاء الاصطناعي، للعثور على فئة من المركبات التي يمكنها قتل البكتيريا المقاومة للأدوية والتي تسبب أكثر من 10000 حالة وفاة في الولايات المتحدة كل عام.
وأظهر الباحثون أن هذه المركبات يمكن أن تقتل المكورات العنقودية الذهبية المقاومة للميثيسيلين (MRSA) في أطباق المختبر ونموذجين من الفئران المصابة بعدوىMRSA.
وأحد الجوانب الجديرة بالملاحظة في هذه الدراسة هو أن الباحثين حددوا المعلومات التي يستخدمها نموذج التعلم العميق للتنبؤ بفعالية المضادات الحيوية لهذه المركبات. يمكن أن يساعد هذا الفهم الباحثين في تصميم أدوية جديدة قد تكون أكثر فعالية من تلك التي حددها النموذج في البداية.
ويقدم هذا العمل إطارا فعالا من حيث الوقت والموارد، وذو رؤية ميكانيكية ثاقبة من وجهة نظر البنية الكيميائية بطرق لم نشهدها حتى الآن.
تعد المكورات العنقودية الذهبية المقاومة للميثيسيلين (MRSA) سببا لعدوى المكورات العنقودية التي يصعب علاجها بسبب مقاومتها لبعض المضادات الحيوية.
واستخدم الباحثون في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا التعلم العميق للعثور على مضادات حيوية جديدة في السنوات الأخيرة. لقد اكتشفوا أدوية محتملة ضد البكتيريا مثل الراكدة البومانية (Acinetobacter baumannii)، الموجودة عادة في المستشفيات، وغيرها من السلالات المقاومة للأدوية. يتم تدريب نماذج التعلم العميق على التعرف على الهياكل الكيميائية المرتبطة بالنشاط المضاد للميكروبات، وغربلة ملايين المركبات للتنبؤ بالمركبات الفعالة.
ومع ذلك، يتمثل التحدي في أن هذه النماذج تشبه "الصناديق السوداء"، فنحن لا نعرف ما هي الميزات التي تستخدمها للتنبؤات. إذا فهم الباحثون كيفية عمل النماذج، فسيكون العثور على المزيد من المضادات الحيوية أو تصميمها أسهل.
ويهدف الباحثون في هذه الدراسة إلى فتح هذا الصندوق الأسود. لقد قاموا بتدريب نموذج التعلم العميق باستخدام مجموعات بيانات موسعة بشكل كبير للقيام بذلك. ولتدريب نموذج التعلم العميق الخاص بهم، اختبر الباحثون حوالي 39000 مركب لمعرفة ما إذا كان لديهم نشاط مضاد حيوي ضد MRSA. وقاموا بتزويد النموذج ببيانات الاختبار هذه، بما في ذلك تفاصيل حول التركيب الكيميائي للمركبات.
ولفهم كيفية قيام النموذج بالتنبؤات، استخدم الباحثون خوارزمية بحث شجرة مونت كارلو. هذه الخوارزمية، التي تم استخدامها سابقا لتعزيز إمكانية الشرح في نماذج التعلم العميق الأخرى مثل AlphaGo، تمكن النموذج من تقدير النشاط المضاد للميكروبات لكل جزيء. بالإضافة إلى ذلك، فهو يتنبأ بالبنى التحتية المحددة للجزيء التي من المحتمل أن تكون مسؤولة عن هذا النشاط.
وقام الباحثون بتدريب ثلاثة نماذج أخرى للتعلم العميق للتحقق مما إذا كانت المركبات قد أضرت بأنواع مختلفة من الخلايا البشرية. ومن خلال الجمع بين هذه البيانات والتنبؤات المضادة للميكروبات، وجدوا مجموعات يمكنها قتل الميكروبات بأقل قدر من الضرر للخلايا البشرية.
وقاموا بتحليل حوالي 12 مليون مركب متاح باستخدام هذه النماذج، وحددوا المركبات النشطة من خمس فئات ضد MRSA. قاموا بشراء واختبار 280 مركبا، واكتشفوا مضادين حيويين واعدين من نفس الفئة. في نماذج الفئران المصابة بعدوى MRSA الجلدية والالتهابات الجهازية، خفضت هذه المركبات بشكل كبير بكتيريا MRSA.
وأظهرت التجارب أن هذه المركبات من المحتمل أن تقتل البكتيريا عن طريق تعطيل قدرتها على الحفاظ على التوازن الكهروكيميائي الحرج عبر أغشية الخلايا، وهو أمر حيوي لمختلف وظائف الخلايا. تشبه هذه الآلية مضاد الهاليسين المضاد الحيوي الذي تم اكتشافه في عام 2020، لكن هذه المركبات الجديدة تستهدف البكتيريا إيجابية الغرام مثل MRSA.
قال فيليكس وونغ، باحث ما بعد الدكتوراه في معهد الهندسة الطبية والعلوم ومعهد برود التابعين لمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا وجامعة هارفارد: "لدينا أدلة قوية جدا على أن هذه الطبقة الهيكلية الجديدة نشطة ضد مسببات الأمراض إيجابية الغرام عن طريق تبديد القوة الدافعة للبروتون في البكتيريا بشكل انتقائي. تهاجم الجزيئات أغشية الخلايا البكتيرية بشكل انتقائي بطريقة لا تسبب ضررا كبيرا لأغشية الخلايا البشرية. لقد سمح لنا نهج التعلم العميق المعزز بشكل كبير لدينا بالتنبؤ بهذه الفئة الهيكلية الجديدة من المضادات الحيوية ومكننا من اكتشاف أنها ليست سامة ضد الخلايا البشرية.
وقد شارك الباحثون النتائج التي توصلوا إليها مع Phare Bio، وهي منظمة غير ربحية أنشأها كولينز وآخرون كجزء من مشروع Antibiotics-AI تخطط المنظمة غير الربحية لإجراء تحليل أكثر تفصيلا للخصائص الكيميائية لهذه المركبات والاستخدام السشريري المحتمل.
المصدر: عربي21
كلمات دلالية: سياسة اقتصاد رياضة مقالات صحافة أفكار عالم الفن تكنولوجيا صحة تفاعلي سياسة اقتصاد رياضة مقالات صحافة أفكار عالم الفن تكنولوجيا صحة تفاعلي صحة البكتيريا المقاومة الأدوية مقاومة بكتيريا أدوية المزيد في صحة سياسة سياسة صحة صحة صحة صحة صحة صحة صحة سياسة اقتصاد رياضة صحافة أفكار عالم الفن تكنولوجيا صحة المضادات الحیویة الخلایا البشریة هذه المرکبات أن هذه
إقرأ أيضاً:
أحمد ياسر يكتب: الذكاء الاصطناعي .. سلاح تدمير غزة
" إننا نعيش لحظة قد يكون فيها لأول مرة أشياء أكثر ذكاءً منا" .. هكذا فاجأ "جيفري هينتون"، عراب الذكاء الاصطناعي العالم بتصريحه الشهير عام 2023.
هذا التصريح جاء في عالم شهد دورة لا تنتهي من الحرب والعنف منذ بداية الزمان... وإذا كان الهدف النهائي هو أن يعيش الجميع في سلام ورخاء، فإن الحلقات التي لا تنتهي من الصراعات في غرفة صدى البشرية تركت دروسًا لا حصر لها يجب تعلمها.
ونتجه بشكل لا رجعة فيه نحو ساحة معركة لا رجعة فيها مع احتمال أكبر لحدوث النسخة الأكثر شراً من الحرب التي شهدتها البشرية على الإطلاق.
إن فكرة النسخة المحوسبة والذكاء الاصطناعي من الإبادة الجماعية التي ارتكبها الأصوليون اليمينيون الجالسين في "تل أبيب" لم تكن مصادفة، وفيما يتعلق بهذا، فإن أحدث نقطة تحول في الحرب عكست المبدأ الأساسي للمجتمع ما بعد "معاهدة وستفاليا" 1648 التي أنهت حرب الثلاثين عاما ً وشكلت النظام الدولي، فلم تعد المؤسسات تحظى بالاحترام، ولم تعد الأرواح البشرية موضع تقدير، مما يشير إلى الانهيار المحتمل للنظام العالمي المأمول في عالم السلام.
وعلاوة على ذلك، فإن الوثائق الأخيرة التي كشفت عنها "صحيفة واشنطن بوست " لم تترك مجالاً للشك حول كيفية تورط إسرائيل في مذبحة واسعة النطاق في "غزة" عن بعد.. بمساعدة نموذج متقدم من الذكاء الاصطناعي قدمته شركة "جوجل".
وحدثت هذه الكارثة عندما وقعت الشركة مشروع نيمبوس بقيمة 1.2 مليار دولار مع حكومة كيان الاحتلال، وقد عارض هذه الخطوة الثنائية بشدة عشرات من موظفي جوجل الذين تم طردهم من وظائفهم.
"لا تكنولوجيا لنظام الفصل العنصري الإسرائيلي؛ لن نعمل من أجل الإبادة الجماعية".. كانت هذه الكلمات مكتوبة على لافتة رفعها عمال شركة "جاينت تيك" خلال احتجاج في مدينة نيويورك، ومع ذلك، يبدو أن جوجل ساعدت على عجل خدمات الحوسبة السحابية لوزارة الدفاع الإسرائيلية، التي سمحت لاحقًا باستخدامها لاستهداف سكان غزة بالكامل دون تمييز.
لا شك أنه لن يكون من الخطأ أن نقول إن المؤيدين لإسرائيل على وسائل التواصل الاجتماعي قدروا مرارًا وتكرارًا تدمير غزة، ويبدو أن المستوطنين الإسرائيليين سخروا من الفلسطينيين بسبب نقص المياه من خلال إنشاء مقاطع فيديو قصيرة على تيك توك، مما يعكس حقيقة قاسية وغير أخلاقية.
ومن المهم ألا نتجاهل كيف زرعت الكتائب الإسرائيلية متفجرات لتدمير المباني السكنية ونشرت اللقطات على وسائل التواصل الاجتماعي، وعرضت أفعالها اللاإنسانية ضد الفلسطينيين لبقية العالم؟ .. كل هذه الأحداث المؤلمة ترسم صورة واضحة لمجتمع مصاب بهوس الموت، حيث يتم الاحتفال بالموت والدمار علنًا وترسيخ نزع الصفة الإنسانية في نسيجه، وربما في حمضه النووي !!
ولكن.. كيف استخدمت إسرائيل الكثير من البرامج لاستهداف المدارس والمستشفيات والشقق وحتى مخيمات اللاجئين منذ اندلاع الحرب في غزة؟
هناك مجموعة واسعة من البرامج ذات أنماط العمل المختلفة، وإن كان الغرض هو التطهير العرقي للسكان البشريين فقط، يقع الناس في غزة والضفة الغربية تحت رحمة وحش لا يرحم يراقب كل تحركاتهم من خلال شبكة واسعة من المراقبة الجماعية.
قواعد البيانات المدعومة بالذكاء الاصطناعي مثل Gospel و Lavender وWhere’s Dady هي الأسلحة التكنولوجية الأكثر فتكًا التي يستخدمها جيش الدفاع الإسرائيلي لأغراض عسكرية أثناء الحرب.
إن هذه الأنظمة المتطورة التي تعتمد على الذكاء الاصطناعي تلعب دوراً محورياً في معالجة البيانات لتحديد الهدف على أساس الملف العرقي، إن قضية "لافون"، التي ادعت تل أبيب أنها صُممت لتحديد حماس، أدت بدلاً من ذلك إلى قصف غير مسبوق للفلسطينيين في مكان واحد.
إن مخرجات برمجة الذكاء الاصطناعي هذه في شكل قوائم اغتيالات تعتبر قراراً بشرياً دقيقاً أثناء العمليات العسكرية، وهذا يعني ضمناً أن الآلة نفسها حددت وأوصت بقتل هؤلاء الفلسطينيين، ووصفتهم بأنهم أسوأ الأعداء من وجهة نظر عسكرية.
إن الثنائي "Gospel و Lavender" عبارة عن أسلحة حرب همجية وليست بعيدة عن سباق الإجرام الإلكتروني، والفرق الأساسي بين النظامين يكمن في تعريف الهدف…
Gospel يميز المباني والهياكل التي يزعم الجيش أن المسلحين يعملون منها، في حين يميز Lavender الأشخاص ويضعهم على قائمة الاغتيال... وهذه الخوارزمية، المطبقة على عامة السكان، تشمل بشكل غير دقيق المدنيين كمشتبه بهم على أساس أنماط الاتصال وتعبيرات الوجه التي تشبه إلى حد ما أنماط وتعبيرات الوجه لدى العملاء.
وعلى العكس من ذلك، فقد أدرك بقية العالم أن حرق الفلسطينيين ليس عيباً في التكنولوجيا؛ بل هو ميزة !!
وعلاوة على ذلك، قصفت القوات العسكرية الإسرائيلية بشكل منهجي الأفراد الذين تم تحديدهم أثناء وجودهم في منازلهم مع عائلاتهم بأكملها، و تم استخدام النظام الآلي المسمى "أين أبي" أو بالترجمة الحرفية "أين دادي" .. خصيصًا لتحديد المشتبه بهم وتنفيذ التفجيرات عندما دخلوا مساكن عائلاتهم، وهذا يسلط الضوء على المدى الذي يمكن أن تصبح فيه هذه الأنظمة أدوات مروعة لتدمير الأرواح البريئة.
والسؤال الوحيد المتبقي هو كيف ستسود العدالة، نظرًا لأن دماء الفلسطينيين تم محوها بواسطة يد آلية غير مرئية؟؟
وختاما ً .. أثار ظهور آليات متقدمة للحرب مخاوف جدية بشأن المسار المستقبلي للصراع البشري، وخاصة أنها تتجاوز المساءلة القانونية والأخلاقية، والآن أكثر من أي وقت مضى، من الأهمية وضع معايير ولوائح دولية لدعم الكرامة الإنسانية… ومع تقدمنا إلى عصر الابتكار التكنولوجي السريع، يجب علينا رسم مسار يضمن أن تخدم هذه التطورات الصالح العالمي، بدلاً من المساهمة في الدمار الشامل.
وإذا لم تكن الدروس المستفادة من الحربين العالميتين كافية، فيتعين علينا أن نتأمل في كلمات أينشتاين الشهيرة: "لا أعرف ما هي الأسلحة التي ستُخاض بها الحرب العالمية الثالثة، ولكن الحرب العالمية الرابعة ستُخاض بالعصي والحجارة". ولكن إذا فشلنا في التعلم من التاريخ، فربما لانجد حتى العصي والحجارة !!
“حماس” ردا على ترامب: شعبنا في غزة أفشل التهجير ومخططات اقتلاعه من جذوره.. مغروس بأرضه