فهرست مطالب
محققان دانشگاه لوند سوئد ابزاری مبتنی بر هوش مصنوعی ساختهاند که میتواند با استفاده از میکروبهای بدن، آخرین مکانهایی که بودهاید را شناسایی کند.
به گزارش تکناک، برخلاف سیستمهای مسیریابی معمولی که برای رسیدن به مقصد استفاده میشوند، این ابزار محل دقیق میکروبها را پیدا میکند. این تکنولوژی به باکتریها این امکان را میدهد که نشان دهند فردی به تازگی به ساحل رفته، در ایستگاه قطار مرکز شهر پیاده شده یا از جنگل عبور کرده است. این پیشرفت میتواند در پزشکی، اپیدمیولوژی و تحقیقات پزشکی قانونی مفید باشد.
میکروارگانیسمها مانند باکتریها موجوداتی هستند که با چشم غیر مسلح، قابل دیدن نیستند. کلمه میکروبیوم برای توصیف همه میکروارگانیسمهای یک محیط خاص به کار میرود. تاکنون تعیین منبع جغرافیایی نمونه میکروبیوم چالش بزرگی بوده است.
اما در یک مطالعه جدید که در مجله Genome Biology and Evolution منتشر شده است، یک تیم تحقیقاتی ابزاری به نام Microbiome Geographic Population Structure (mGPS) معرفی کردهاند. این ابزار با استفاده از هوش مصنوعی پیشرفته، میتواند نمونههای میکروبهای بدن را به مکانهای خاصی مثل دریاها، کشورها یا شهرها ربط دهد.
محققان متوجه شدند که هر مکان، جمعیتهای باکتریایی خاص خود را دارد. به این معنی که وقتی دست خود را به نرده ایستگاه قطار یا اتوبوس میزنید، باکتریهایی که از آنجا برمیدارید، میتوانند شما را به همان مکان دقیق بازگردانند.
01
از 02ردیابی امضای میکروبهای بدن برای بیماری و جرمشناسی
اران الهیک، رهبر گروه تحقیقات، گفت: «برخلاف DNA انسان که ثابت است، میکروبیوم انسان همیشه تغییر میکند چون با محیطهای مختلف تماس پیدا میکنیم. با ردیابی مکانهایی که میکروارگانیسمها در آنها حضور دارند، میتوانیم گسترش بیماریها را بهتر درک کنیم، منابع احتمالی عفونت را شناسایی نماییم و مقاومت میکروبی را در مناطق خاص پیدا کنیم. این ردیابی حتی میتواند به تحقیقات جنایی کمک کند و سرنخهایی برای کشف جرمها بدهد.»
برای اینکه بفهمیم تیم الهیک چطور میتواند باکتریها را برای تشخیص مکانهایی که بودهایم (مثل ساحل، قطار در مرکز شهر یا جنگلها) استفاده کند، باید بدانیم که جوامع میکروبی، مانند جمعیتهای انسانی، ردپاهای جغرافیایی خاصی دارند.
برخی از این ردپاها عمومی و جهانی هستند، اما بعضی فقط به مناطق یا محیطهای خاص مربوط میشوند. محققان در تحقیق خود روی باکتریهایی تمرکز کردند که مانند اثر انگشتهای میکروسکوپی عمل میکنند.
الهیک توضیح داد: «ما دادههای گستردهای از نمونههای میکروبیوم از محیطهای شهری، خاک و اکوسیستمهای دریایی را تحلیل کردیم و یک مدل هوش مصنوعی را آموزش دادیم تا نسبتهای منحصربهفرد این اثر انگشتها را شناسایی کند و آنها را به مختصات جغرافیایی پیوند دهد. نتایج به عنوان یک ابزار بسیار قوی به دست آمد که میتواند با دقت قابل توجهی منبع نمونه میکروبیوم را مشخص کند.»
02
از 02آزمایش دقت ابزار هوش مصنوعی در محیطهای شهری
به گفته محققان، این پیشرفت به واسطه حجم عظیمی از دادههای میکروبیوم از محیطهای مختلف امکانپذیر شد، که از جمله آنها میتوان به ۴,۱۳۵ نمونه از سیستمهای حمل و نقل عمومی در ۵۳ شهر، ۲۳۷ نمونه خاک از ۱۸ کشور و ۱۳۱ نمونه دریایی از 9 بدنه آبی اشاره کرد. تیم تحقیقاتی موفق شد منبع شهری را برای ۹۲ درصد از نمونههای شهری مشخص کند.
در هنگکنگ، محققان با دقت ۸۲ درصدی توانستند ایستگاه زیرزمینی که نمونهها از آن آمده بودند را شناسایی کند. در نیویورک، mGPS توانست تفاوت بین میکروبیوم یک کیوسک و نردههایی که تنها یک متر دورتر بودند را تشخیص دهد.
با افزایش حجم دادههای میکروبیوم در آینده، الهیک با امیدواری میگوید که این تنها آغاز یک دوره جدید در جرمشناسی است.
الهیک اعلام کرد: «ما تازه شروع به درک رابطه بین میکروارگانیسمها و محیط کردهایم. اکنون برنامه داریم تا میکروبیوم کل شهرها را نقشهبرداری کنیم، که میتواند برای تحقیقات جرمشناسی مؤثر باشد و به ما اجازه میدهد تا با موجوداتی که در خیابانها، باغها، پوست و بدن ما زندگی میکنند، بیشتر آشنا شویم.»
