أعلن مركز أبحاث العلامات الحيوية والطب الدقيق في جامعة فيرجينيا كومنولث عن دراسة جديدة نُشرت في مجلة مولكيولر سايكايتري، والتي توضح كيف يمكن الجمع بين الذكاء الاصطناعي (AI) وعلم الجينوم لإنتاج مؤشرات حيوية للحمض النووي، تتنبأ بمشاكل الصحة العقلية بعد ما يقرب 17 عامًا من التعرض للصدمات في مرحلة الطفولة.

قيّمت صدمات الطفولة من الأحداث التي تتوافق مع معايير اضطراب ما بعد الصدمة  الواردة في الدليل التشخيصي والإحصائي للاضطرابات العقلية (DMS) في التقييم النفسي للأطفال والمراهقين (CAPA) والتقييم النفسي للشباب البالغين (YAPA) من مئات الأطفال الذين تتراوح أعمارهم بين 9-13 ممن شاركوا في الدراسة التي استمرت 30 عامًا والتي بدأتها جامعة ديوك وقسم نورث كارولينا للصحة والخدمات الإنسانية تسمى دراسة جريت سموكي ماونتن (GSMS)، حيث جُمعت عينات الدم والبيانات السريرية في كل فترة زمنية.

استُخدمت أكثر من 970 عينة من الدم لأكثر من 480 مشاركًا قدموا أكثر من 670 عينة قبل بلوغ سن 21 عامًا إلى جانب مجموعة فرعية تضم أكثر من 300 مشارك ممن قدموا عينة في مرحلة البلوغ.

قال المؤلف الرئيسي للدراسة، الحاصل على درجة الدكتوراه وعالم الوراثة النفسي الهولندي والأستاذ والمدير في مركز أبحاث العلامات الحيوية والطب الدقيق في جامعة فرجينيا كومنولث، إدوين فان دن أورد: “نتوقع من مثيلة الحمض النووي نتائج البالغين”، وأضاف إلى ذلك: “لقد وجدنا مجموعة كبيرة من النتائج مثل: اكتئاب البالغين، والقلق، وإدمان الكحول، وإدمان النيكوتين، والفقر، والمشاكل الاجتماعية، والمشاكل الطبية”.

رُبطت الأمراض العصبية والنفسية والسرطان في مثيلة الحمض النووي، فيوجد في الجينوم البشري 28 مليون موقعٍ يمكن أن تحدث فيها المثيلة وفقًا لفان دن أورد. حيث قال: “نحن نعلم أين توجد الأشكال المتعددة للنيوكليوتيدات المفردة (SNPs)”. وتابع قائلاً: “نأخذ الجينوم المرجعي من مشروع الجينوم البشري ونبحث عن مواقع روابط السيتوزين والجوانين (CG)، ثم نضع الأشكال المتعددة للنيوكليوتيدات المفردة (SNPs)”.

وعلم الوراثة هو فرع علم الأحياء الذي يَدرس الجينات والتنوع الجيني والوراثة في الكائنات الحية. والحمض النووي (حمض الديوكسي ريبونوكلييك)، المادة الوراثية في البشر ومعظم الكائنات الحية حيث تُخزن المعلومات كرمز يتكون من أربع قواعد كيميائية: الأدينين (A)، والجوانين (G)، والسيتوزين (C)، والثايمين (T).

ويمكن تعديل الحمض النووي عن طريق العوامل البيئية، وهو تغيير جيني يمكن أن يغير التعبير الجيني. فمثيلة الحمض النووي عبارة عن عملية إضافة مجموعات الميثيل إلى قواعد الحمض النووي، تؤدي إلى تعديلٌ جيني. وبالنظر إلى أن المثيلة تحدث بشكل متكرر في مواقع روابط السيتوزين والجوانين المرتبطة بمجموعة فوسفات (CpG)، أو مواقع روابط السيتوزين والجوانين (CG)، حدد الباحثون المناطق في الجينوم البشري حيث توجد هذه المواقع. وعلى وجه التحديد، حددوا مناطق من الحمض النووي حيث يُتبع نيوكليوتيد السيتوزين بنيوكليوتيد الجوانين.

لتحديد جميع المواقع المحتملة التي يمكن ميثليتها في غالبية الأشخاص، بدأ الباحثون بتحديد مواقع روابط السيتوزين والجوانين المرتبطة بمجموعة فوسفات (CpG) في الجينوم المرجعي من مشروع الجينوم البشري.

حيث أوضح فان دن أورد: “نقوم بتفتيت الحمض النووي وتحويله إلى قطع صغيرة مثل 100 زوج قاعدي، ثم نقوم بتسلسله”. ويضيف إلى ذلك: “والآن نعرف تسلسل كل هذه الأجزاء الصغيرة، ثم نحتاج إلى مواءمته مع الجينوم المرجعي. إذا كان هناك شيء يتماشى مع موقع يحتوي على رابطة سيتوزين وجوانين مرتبطة بمجموعة فوسفات (CpG)، فإننا نحسب لهذا الموقع مقدار حدوث المثيلة”.

قام العلماء بحساب درجات مخاطر المثيلة باستخدام التعلم الآلي للذكاء الاصطناعي (AI). ففي الذكاء الاصطناعي، يعد الانحدار الخطي المرن الصافي طريقة تَجمَع بين أساليب خوارزمية لاسو (أقل انكماش مطلق وعامل التحديد) وأساليب انحدار ريدج.

كانت القدرة التنبؤية لنتائج مخاطر المثيلة الناتجة عن خوارزمية الذكاء الاصطناعي كما قيل: “أعلى من تلك الناتجة عن الصدمة المُبلغ عنها ولا يمكن تفسيرها بالصدمة المُبلغ عنها، أو الارتباطات بالمتغيرات الديموغرافية، أو استمرار المشكلات الصحية المتوقعة من الطفولة إلى مرحلة البلوغ”.

وفقًا للباحثين، فقد تنبأت درجات مخاطر المثيلة بمجموعة واسعة من النتائج السلبية ولديها القدرة على تقديم الخدمة كمؤشر حيوي سريري لتقييم المخاطر الصحية الناتجة عن التعرض للصدمات.

المصدر: https://www.psychologytoday.com

 ترجمة: سهى وليد فرسوني

تويتر: @Suhaxx10

مراجعة وتدقيق: د. فاتن ضاوي المحنّا

تويتر: @F_D_Almutiri