جمجمه هوش مصنوعی در برابر سرطان

هوش مصنوعی (AI) در حال تبدیل شدن به یکی از قدرتمندترین ابزارها در زرادخانه پزشکی مدرن است. در درجه اول، تأثیر آن در حوزه تشخیص (Diagnosis) بیماری‌ها مشهود است. الگوریتم‌های یادگیری عمیق (Deep Learning) قادرند تصاویر پزشکی (مانند اشعه ایکس، سی‌تی اسکن، MRI و پاتولوژی) را با سرعتی بسیار بیشتر و دقتی در حد متخصصان یا حتی بهتر از آن‌ها تحلیل کنند. هوش مصنوعی می‌تواند الگوها و ناهنجاری‌های ظریفی را که ممکن است از دید چشم انسان پنهان بماند، شناسایی کند. برای مثال، در رادیولوژی، هوش مصنوعی به تشخیص زودهنگام سرطان‌ها و در چشم‌پزشکی به تشخیص رتینوپاتی دیابتی کمک می‌کند. این توانایی در پردازش سریع حجم عظیمی از داده‌ها، زمان تشخیص را کاهش داده و شانس درمان موفقیت‌آمیز را به‌شدت افزایش می‌دهد.

 

نقش هوش مصنوعی فراتر از تشخیص صرف است و در حال دگرگون کردن درمان‌های شخصی‌سازی‌شده (Personalized Medicine) و توسعه داروها است. با تحلیل داده‌های ژنتیکی بیمار، سوابق درمانی، پروتئومیکس و متابولومیکس، هوش مصنوعی می‌تواند پیش‌بینی کند که یک بیمار خاص به کدام دارو یا روش درمانی بهترین پاسخ را خواهد داد. این امر به‌ویژه در درمان سرطان، که هر تومور می‌تواند مشخصات بیولوژیکی منحصربه‌فردی داشته باشد، حیاتی است. علاوه بر این، هوش مصنوعی در توسعه داروها نیز تسریع ایجاد کرده است. الگوریتم‌ها می‌توانند میلیاردها مولکول را به‌سرعت غربالگری کرده و کاندیداهای دارویی مناسب برای هدف قرار دادن یک بیماری خاص (مانند پروتئین‌های سرطانی) را شناسایی کنند، که این امر، فرایند پرهزینه و زمان‌بر کشف دارو را به‌طور چشمگیری کاهش می‌دهد.

 

به‌طور خلاصه، هوش مصنوعی در پزشکی، توانایی ما را در مواجهه با پیچیدگی‌های بیولوژیکی بیماری‌ها، به‌ویژه بیماری‌های چندوجهی مانند سرطان، افزایش داده است. هوش مصنوعی به پزشکان این امکان را می‌دهد که از روش‌های درمانی "یک‌اندازه برای همه" فاصله گرفته و به سمت رویکردهای درمانی بسیار هدفمند و پیشگیرانه حرکت کنند. در واقع، هوش مصنوعی به جای تلاش برای ریشه‌کن کردن بیماری‌ها در مراحل پیشرفته، هدف را بر تشخیص فوق‌زودرس و پیش‌بینی ریسک متمرکز کرده و بدین ترتیب، وعده یک انقلاب واقعی در طول عمر و کیفیت زندگی انسان‌ها را می‌دهد.

 

در حالی که بحث‌های فلسفی پیرامون احتمال «فاجعه‌بار» بودن هوش مصنوعی (p(doom)) همچنان در محافل مهندسی داغ است، دکتر فارست وایت از MIT و جاستین دریک از دانشگاه مینه سوتا (مدیران علمی شرکت آسترین بایوساینس)، معتقدند که ترکیب مدل‌های پیشرفته هوش مصنوعی بهترین مسیر برای مقابله با واقعی‌ترین و فراگیرترین فاجعه بشری یعنی سرطان است.

 

اغلب بیش از ۹۰ درصد سرطان‌ها شامل تومورهای جامد هستند و در صورت تشخیص در مراحل اولیه، نرخ بقا می‌تواند به بالاتر از ۹۰ درصد برسد. با این حال، سرطان یک دشمن واحد نیست؛ بلکه طیفی از صدها بیماری مختلف و همواره در حال تکامل است که زیست‌شناسی تومور را حتی در دو بیمار مشابه، کاملاً متفاوت می‌سازد. این ناهمگونی (Heterogeneity) ذاتی سرطان، آن را گریزان و دشوار می‌سازد. باور رایج این بود که سرطان به‌صورت موضعی آغاز شده، منطقه‌ای گسترش می‌یابد و در نهایت به اندام‌های دوردست (متاستاز) می‌رسد.

 

با این حال، اکتشافات جدید نشان داده است که سلول‌های سرطانی می‌توانند حتی پیش از تشکیل یک تومور قابل تشخیص، وارد جریان خون شوند. این سلول‌های سرطانی در گردش خون (CTCs) در مراحل ابتدایی اغلب خفته (Dormant) هستند و از دید سیستم ایمنی و آزمایش‌های خون منظم پنهان می‌مانند. چالش بزرگ علمی اینجاست: چگونه می‌توان این «بدافزار» خاموش را در «شبکه پرسروصدای» بدن ردیابی کرد؟

 

آسترین بایوساینس با استفاده از ابزارهایی مانند فناوری نانو، بیوشیمی، رباتیک و اپتیک در زمینه‌ای به نام پروتئومیکس عمیق (Deep Proteomics)، چالش تشخیص زودهنگام را پذیرفته است.

 

رویکرد آن‌ها، که با الهام از تمثیل یک بدافزار در شبکه کامپیوتری پرهرج و مرج طراحی شده، این است: سلول‌های سرطانی خفته برای پنهان شدن از سیستم ایمنی، همچنان سیگنال‌های پروتئینی خاصی را پخش می‌کنند و با یکدیگر ارتباط برقرار می‌کنند. این ارتباط، بزرگ‌ترین نقطه ضعف سرطان است. هوش مصنوعی توسعه‌یافته توسط آسترین، به عنوان یک "سیستم امنیتی جدید و فوق‌دقیق" عمل می‌کند که قادر است:

این فناوری فراتر از تشخیص سریع است؛ بلکه یک مدل هوش مصنوعی دقیق ایجاد می‌کند که می‌تواند آغاز، پیشرفت، عود و تهاجمی بودن یک نوع خاص سرطان را پیش‌بینی کند. با یافتن این سیگنال‌ها در فاز اولیه (مرحله صفر)، دانشمندان امیدوارند بتوانند حملات آینده سرطان را پیش از آنکه به یک مشکل بزرگ و ریشه‌کن‌نشدنی تبدیل شوند، متوقف سازند و نبرد علیه این بیماری را برای همیشه تغییر دهند.