تطبيقات مبتكرة.. الذكاء الاصطناعي يحدث ثورة في دراسة التطور الجنيني

تمكّن باحثون في جامعة كونستانز في ألمانيا من تحقيق اختراقات مهمة في فهم التطور الجنيني باستخدام الذكاء الاصطناعي (AI).

حيث قاد الفريق بواسطة العالم الأحيائي باتريك مولر، تطوير أساليب مبتكرة تعتمد على الذكاء الاصطناعي لتحديد وتتبع تطور الأجنة تلقائيًا، دون الحاجة إلى تدخل بشري.

عملية التطور الجنيني هي عملية معقدة ومتنوعة، وتتباين مراحلها بين الأنواع وحتى بين الأجنة من نفس النوع.

ومن خلال دراسة هذه التباينات، يمكن للعلماء الحصول على فهم أفضل لعوامل التطور وتعزيز التنوع البيولوجي.

ومع ذلك، فإن الطرق التقليدية المستخدمة لمراقبة وتصنيف مراحل التطور الجنيني غالبًا لا تتمكن من التقاط التحولات والاختلافات التدريجية بدقة.

للتغلب على هذا التحدي، قام مولر وفريقه بتدريب نظام الذكاء الاصطناعي الخاص بهم، المعروف بـ “Twin Network”، باستخدام أكثر من 3 ملايين صورة لأجنة سمك الزرد التي تتطور بشكل طبيعي.

ثم أظهر النموذج الذكاء الاصطناعي قدرته على تحديد عمر الأجنة الأخرى تلقائيًا، وتحديد الخطوات الرئيسية في تكوين الجنين بدقة، دون الحاجة لتدخل بشري.

وكانت إحدى النتائج المذهلة لهذه الدراسة هي قدرة الذكاء الاصطناعي على اكتشاف التشوهات في الأجنة.

حيث أنه على الرغم من تدريبه على صور الأجنة السليمة، نجح الذكاء الاصطناعي في تحديد التشوهات التلقائية وتلك الناجمة عن السموم البيئية.

تتجاوز آثار هذا البحث أجنة الزرد. أشار الباحثون إلى أنه بتوفر مجموعة بيانات الصور المناسبة، يمكن تطبيق طريقتهم القائمة على الذكاء الاصطناعي لتحليل التطور الجنيني لمختلف الأنواع الحيوانية بالنسبة للوقت والمراحل.

يمثل هذا البحث الرائد خطوة مهمة نحو فهمنا للتطور الجنيني. يفتح دمج الذكاء الاصطناعي في دراسة التطور الجنيني أبوابًا لرؤى أكثر دقة وشمولًا حول العمليات المعقدة التي تشكل الحياة.

ومع استمرار تقدم الذكاء الاصطناعي، يحمل إمكانات هائلة لتعزيز فهمنا للظواهر البيولوجية وتسهيل الاكتشافات الرائدة.

كيف يتمكن النظام الذكاء الاصطناعي من تحديد إيقاع ومراحل التطور الجنيني؟

تتمثل عملية تدريب النظام الذكاء الاصطناعي، المعروف بـ”شبكة التوأم”، في استخدام مجموعة كبيرة من الصور التي تصور تطور الأجنة السليمة. ثم يُطبق هذا النمط المعرفي لتحديد عمر نمو أجنة أخرى تلقائيًا وتحديد المراحل الرئيسية للنمو.

هل يمكن للنظام الذكاء الاصطناعي اكتشاف التشوهات في الأجنة؟

نعم، بالرغم من تدريب النظام الذكاء الاصطناعي على صور أجنة سليمة، إلا أنه أظهر قدرة على اكتشاف التشوهات التي قد تحدث تلقائيًا أو نتيجة للسموم البيئية.

ما هي التطبيقات المحتملة لهذا النهج المعتمد على الذكاء الاصطناعي؟

يعتقد الباحثون أنه بتوفر مجموعة بيانات الصور المناسبة، يُمكن تطبيق هذا النهج في تحليل التطور الجنيني لمختلف الأنواع الحيوانية، مما يوفر رؤية دقيقة لتوقيت ومراحل التطور في الكائنات الحية المختلفة.

ما هي الآفاق المستقبلية للذكاء الاصطناعي في دراسة التطور الجنيني؟

يُمكن لدمج الذكاء الاصطناعي في دراسة التطور الجنيني أن يفتح آفاقًا لمشاهدات دقيقة ورؤى شاملة حول العمليات البيولوجية المعقدة التي تحكم الحياة. ومع استمرار تقدم الذكاء الاصطناعي، يحمل إمكانات هائلة لتعزيز فهمنا لتشكيل الجنين وتسهيل الاكتشافات البارزة في مجال علم الأحياء.