کمک هوش مصنوعی به پیش بینی ویروس‌های مشترک بین انسان و حیوان

به نقل از نیوز وایز؛ اکثر بیماری‌های عفونی در حال ظهور مانند کرونا، زونوز (بیماری مشترک بین انسان و حیوان) هستند. شناسایی سریع ویروس‌های پرخطر می‌تواند پژوهش‌ها و نظارت‌ها بر ویروس را بهبود بخشد. مطالعه‌ای که در دانشگاه گلاسکو انجام شد، نشان می‌دهد که شاید یادگیری ماشینی (نوعی هوش مصنوعی) قادر باشد به پژوهش‌ها درباره این موضوعات کمک کند.

شناسایی بیماری‌های مشترک بین انسان و حیوانات قبل از ظهور، یک چالش بزرگ است، زیرا تنها تعداد کمی از ۱.۶۷ میلیون ویروس حیوانی قادر به آلوده کردن انسان‌ها هستند. برای توسعه مدل‌های یادگیری ماشین با استفاده از توالی ژنوم ویروسی، محققان ابتدا مجموعه داده‌ای از ۸۶۱ گونه ویروس از ۳۶ خانواده را جمع آوری کردند. آن‌ها سپس مدل‌های یادگیری ماشین را ساختند که احتمال عفونت انسان را بر اساس الگو‌های ژنوم ویروس و ارتباط با ویروس‌هایی که انسان را آلوده می‌کنند، تعیین می‌کند. پس از آن دانشمندان بهترین مدل برای تجزیه و تحلیل الگو‌های پیش بینی شده مشترک بین ژنوم‌های ویروس اضافی که از طیف وسیعی از گونه‌ها نمونه برداری شده بود را به کار گرفتند.

محققان دریافتند که ژنوم‌های ویروسی ممکن است دارای ویژگی‌های قابل تعمیم باشند که مستقل از روابط طبقه بندی ویروس نیستند و ممکن است ویروس‌ها را برای آلوده کردن انسان‌ها از پیش سازگار کنند. دانشمندان توانستند مدل‌های یادگیری ماشین را توسعه دهند که قادر به شناسایی زونوز‌های نامزد با استفاده از ژنوم‌های ویروسی باشد. این مدل‌ها محدودیت‌هایی دارند، زیرا مدل‌های رایانه‌ای تنها یک مرحله اولیه برای شناسایی بیماری‌های مشترک بین انسان و حیوان هستند.

ویروس‌های مشخص شده توسط این مدل، قبل از انجام سرمایه گذاری‌های تحقیقاتی اضافی دیگر نیاز به بررسی‌های آزمایشگاهی دارند. این مدل‌ها پیش بینی می‌کنند که آیا ویروس‌ها می‌توانند انسان‌ها را آلوده کنند یا خیر، اما توانایی آلوده کردن، تنها بخشی از خطر بیماری‌های مشترک بین انسان و حیوان، بیماری زایی در انسان و انتقال میان انسان‌ها است. ابتلا به بیماری‌های مشترک بین انسان و حیوان، تحت تاثیر توانایی و شرایط محیطی است.

به گفته محققان، یافته‌های این پژوهش نشان می‌دهد که پتانسیل مشترک بین ویروس‌ها و توالی ژنوم آن‌ها تا حد زیادی شگفت آور است. با شناسایی و مشخص کردن ویروس‌هایی که بین انسان و حیوان مشترک هستند، رتبه بندی براساس ژنوم می‌تواند ویژگی‌های مربوط به بوم شناسی و ویروس شناسی را هدف قرار بدهد.

سیمون بابیان یکی از محققان این پروژه گفت: "این کشف، بخش مهمی را به اطلاعاتی که می‌توانیم از توالی ژنتیکی ویروس‌ها با استفاده از تکنیک‌های هوش مصنوعی استخراج کنیم، اضافه می‌کند. توالی ژنوم معمولاً اولین و اغلب تنها اطلاعاتی است که ما در مورد ویروس‌های تازه کشف شده داریم و هرچه اطلاعات بیشتری از آن استخراج کنیم، زودتر می‌توانیم منشاء ویروس و خطر مشترک بین انسان و حیوان را شناسایی کنیم. با مشخص شدن ویروس‌های بیشتر، مدل‌های یادگیری ماشینی ما نیز در شناسایی ویروس‌های کمیابی که باید برای توسعه واکسن پیشگیرانه تحت نظارت و اولویت بندی قرار گیرند، موثرتر خواهد بود. "