هوش مصنوعی و نانو به کمک درمان بیماری سرطان آمدند
دانشمندان دانشگاه توکیو موفق به توسعه فناوری جدیدی به نام «نانومتری عمیق» (Deep Nanometry) شده اند که با ترکیب تجهیزات نوری پیشرفته و الگوریتم های کاهش نویز مبتنی بر یادگیری عمیق قابلیت تحلیل نانوذرات با دقت و سرعت بالا را فراهم می کند. این فناوری که در مجله معتبر Nature Communications منتشر شده افق های جدیدی را در زمینه تشخیص زودهنگام بیماری ها به ویژه سرطان گشوده است.
بدن انسان پر از ذرات میکروسکوپی است که کوچک تر از سلول ها هستند. از جمله این ذرات وزیکول های خارج سلولی (EVs) قرار دارند که نقش مهمی در انتقال اطلاعات بین سلول ها ایفا می کنند و می توانند به عنوان نشانگر های تشخیصی برای بیماری ها عمل کنند. با این حال این ذرات بسیار نادر هستند و شناسایی آنها در میان میلیون ها ذره دیگر به فرایند های پیش غنی سازی زمان بر و پرهزینه نیاز دارد.
دکتر یوئیچیرو ایواموتو پژوهشگر پسادکتری در مرکز تحقیقات علوم پیشرفته و فناوری دانشگاه توکیو در این زمینه می گوید: «روش های متداول اندازه گیری اغلب از نظر توان پردازشی محدودیت هایی دارند و نمی توانند ذرات نادر را در مدت زمان کوتاهی شناسایی کنند. برای رفع این مشکل ما فناوری نانومتری عمیق (DNM) را توسعه دادیم که شامل دستگاهی جدید برای تشخیص نانوذرات و یک روش کاهش نویز مبتنی بر یادگیری عمیق بدون نظارت است.»
ویژگی های منحصر به فرد فناوری نانومتری عمیق
تحقیقات منتشرشده در ژورنال Nature Communications نشان می دهد که فناوری نانومتری عمیق قادر است ذراتی به کوچکی ۳۰ نانومتر را شناسایی کند و بیش از ۱۰۰ هزار ذره را در هر ثانیه تحلیل کند. در روش های سنتی تنها سیگنال های قوی ثبت می شوند و احتمال از دست رفتن سیگنال های ضعیف وجود دارد. اما DNM با استفاده از الگوریتم های هوش مصنوعی این سیگنال های ضعیف را نیز شناسایی می کند. این فناوری به صورت مستقیم وزیکول های خارج سلولی را در نمونه های غیرخالص شناسایی می کند حتی اگر این ذرات تنها ۰٫۰۰۲٪ از کل ذرات موجود در نمونه باشند.این فناوری علاوه بر تشخیص زودهنگام سرطان کولورکتال می تواند در حوزه های دیگر نیز کاربرد داشته باشد. از جمله این کاربرد ها می توان به توسعه واکسن ها پایش محیط زیست تحلیل سیگنال های الکتریکی و سامانه های انتقال دارو اشاره کرد. DNM توانسته است EV های نشانگر تشخیصی را که تنها در ۰٫۹۳٪ و ۰٫۱۷٪ از ذرات موجود در سرم بیماران مبتلا به سرطان کولورکتال و افراد سالم وجود دارند به طور دقیق شمارش کند.دکتر ایواموتو درباره این دستاورد می گوید: «توسعه فناوری نانومتری عمیق برای من یک مسیر شخصی نیز بود. این تنها یک پیشرفت علمی نیست بلکه ادای احترامی به مادرم است که الهام بخش من برای تحقیق در زمینه تشخیص زودهنگام سرطان شد. رؤیای ما این است که بتوانیم روش های تشخیصی نجات بخش را سریع تر و در دسترس تر کنیم.»