Arah baharu aplikasi kembar digital: menganalisis perkembangan bayi

Penyelidikan yang diketuai oleh Universiti Chicago menunjukkan bahawa "kembar digital" yang didorong oleh teknologi AI boleh memodelkan mikrobiom bayi untuk meramalkan kemungkinan masalah perkembangan saraf yang mungkin berlaku kemudian dalam tumbesaran bayi.

Menggunakan data berkaitan mikrobiom usus yang sangat awal daripada sampel najis bayi pramatang, kembar digital itu boleh meramalkan dengan tepat komposisi mikrobiom kemudiannya dan kecacatan perkembangan saraf yang sepadan.

Makalah itu diterbitkan dalam jurnal Science Exhibition dari University of Chicago, pengarang utama kajian itu, berkata dalam satu kenyataan, "Kami hanya melihat gambaran mikrobiom dan menganalisis tahap yang berbeza dari pelbagai jenis. bakteria. , kami boleh membuat kesimpulan dengan cepat Ini kerana mikrobiom terus berubah dan matang semasa kanak-kanak awal.”

Jadi kami membangunkan kaedah baharu untuk menggunakan AI generatif untuk membina sistem kembar digital untuk mikroorganisma mensimulasikan interaksi apabila komuniti bakteria berubah.

Penyelidikan ini masih di peringkat awal, tetapi jika disahkan, pasukan percaya ia boleh membantu meramalkan bayi mana yang mungkin memerlukan pemindahan mikrobiom awal untuk membantu meningkatkan perkembangan saraf mereka.

Dalam perbincangan, penulis menegaskan, "Lebih banyak bukti menunjukkan bahawa ketidakseimbangan mikrob boleh membawa kepada kejadian dan perkembangan pelbagai penyakit, termasuk menjejaskan proses pencernaan asas dan juga mengakses trajektori mikrobiota-usus-otak saraf pusat. Sistem."

Sains Alam telah memerhatikan peranan mikrobiom dalam perkembangan otak manusia, termasuk pada bayi pramatang, dan hubungan antara disbiosis mikrob dan keradangan saraf dan gangguan perkembangan saraf, tetapi spesifik operasi paksi otak glialnya. misteri yang masih belum terbongkar sepenuhnya.

Untuk memajukan penerokaan di kawasan ini, Chattopadhyay dan rakan sekerja menggunakan profil RNA ribosom 16S daripada 398 sampel yang diekstrak daripada 88 bayi pramatang untuk membimbing dan melatih model digital. Data yang diberikan oleh bayi, sesetengahnya mempunyai masalah perkembangan saraf dan yang lain tanpa gejala, membolehkan AI mempelajari cara meramalkan potensi masalah perkembangan pada bayi baru lahir.

Pasukan penyelidik mendapati bahawa Kanak-kanak Digital boleh meramalkan risiko kekurangan perkembangan dan pertumbuhan lilitan kepala yang lemah, dengan kadar pemerhatian yang betul sebanyak 76% daripada ciri subjek. Kadar ketepatan ramalan positif pada 30 minggu ialah 95%, dan kadar ketepatan ramalan kekhususan ialah 98%.

Penyelidik mengira bahawa pemindahan mikrobiom awal boleh membantu kira-kira 45% bayi mengelakkan masalah perkembangan, tetapi situasi khusus perlu disahkan lebih lanjut dalam kerja masa depan, terutamanya kemungkinan kesan negatif daripada suplemen mikrobiota yang tidak betul.

Chatopadhyay menjelaskan, "Kami tidak boleh mengharapkan untuk mengurangkan risiko perkembangan dengan hanya memberi probiotik. Mikrobiom bayi adalah sangat penting, dan suplemen perlu dikawal dengan tepat dari pelbagai sudut

Para penyelidik juga menyebut, model kembar digital mungkin dalam penyelidikan fokus masa depan pada keadaan tertentu dan sasaran terapeutik dalam mikrobiom usus. Berbanding dengan kaedah penyelidikan sedia ada, ia dijangka memendekkan kitaran pembangunan pelan diagnosis dan rawatan dengan ketara.