وکاله آریا للأنباء - الدمج بین تسلسل الحمض النووی والذکاء الاصطناعی یفتح الباب أمام محاکاه رقمیه کامله لجسم الإنسان (بیکسابی)
ماذا لو استطاع طبیبک معرفه المرض قبل سنوات من ظهور أول أعراضه، وماذا لو اختبر عشرات الأدویه على نسخه رقمیه منک قبل أن یصف أی علاج، حیث تعمل المراکز البحثیه والشرکات التقنیه الحیویه على تطویر التوأم الجینی الرقمی بهدف دعم اتخاذ القرار الطبی.
وتمثل هذه النسخه الرقمیه نقله نوعیه فی عالم الطب، وتحاکی بعض الخصائص البیولوجیه للمریض من خلال الجمع بین تسلسل الحمض النووی، والبیانات الجینومیه، والسجلات السریریه والصحیه الیومیه من الأجهزه القابله للارتداء، مدعومه بنماذج الذکاء الاصطناعی .
اقرأ أیضا
list of 2 items list 1 of 2 بتکلفه 50 ملیار دولار.. میتا تبنی أحد أکبر مراکز الذکاء الاصطناعی فی العالم list 2 of 2 سامسونغ تطلب من مستخدمی ساعاتها مشارکه بیاناتهم.. ما القصه؟ end of list ویسمح هذا التوأم الجینی الرقمی بمحاکاه بعض السیناریوهات العلاجیه والبیولوجیه بهدف دعم التنبؤ بالاستجابه، ما یساعد فی تقدیر احتمالات الإصابه ببعض الأمراض أو توقع الاستجابه العلاجیه فی وقت مبکر.
التقاء تسلسل الحمض النووی مع الذکاء الاصطناعی
لسنوات طویله، استخدم مفهوم التوأم الرقمی فی الصناعات الثقیله والطیران لمحاکاه أداء الآلات المعقده قبل تشغیلها فعلیا.
وتبنی شرکات، مثل "جنرال إلکتریک" أو " بوینغ "، نسخه افتراضیه مطابقه للمحرک النفاث مع تزویدها ببیانات مستمره للتنبؤ بموعد عطل أی قطعه وصیانتها قبل الکارثه.
لکن نقل هذا المفهوم إلى الطب یمثل قفزه نوعیه مختلفه تتمثل فی بناء نسخه افتراضیه متزامنه مع الجسم الحقیقی، تعتمد على تحدیثات دوریه أو مستمره بحسب نوع النظام.
وعندما تلتقی البیانات الجینیه بالخوارزمیات، ینتج التوأم الجینی الرقمی، الذی یتغیر بتغیر نمط حیاتک ویحاکی سیناریوهات بیولوجیه مختلفه لتقدیر احتمالات تطور المرض.
نماذج الذکاء الاصطناعی تتدرب على قراءه الحمض النووی عبر قواعد بیانات کبیره من التسلسلات الوراثیه (شترستوک) ویعد مشروع "دکتور توین إیه آی" من شرکه "بریدیکتیف إیه آی" مثالا بارزا، حیث یحول البیانات الجینومیه إلى توأم قابل للبحث یتنبأ بمخاطر أکثر من 22 ألف مرض واستجابه لأکثر من 210 أدویه، بحسب الشرکه المطوره.
وفی دراسه من جامعه جونز هوبکنز، أنشأ الباحثون نظام "جینو دی تی" لمحاکاه القلب بناء على بیانات جینیه محدده، ما یساعد فی التنبؤ باضطرابات النظم القلبیه.
کما ظهرت على الساحه النماذج الجینومیه، وهی أنظمه ذکاء اصطناعی مستلهمه من البنى المستخدمه فی النماذج اللغویه الکبیره، مع تدریبها على تسلسلات الحمض النووی بدل النصوص.
ومن أبرز هذه النماذج نظام "إیفو تو" الذی طوره معهد "آرک" بالشراکه مع شرکه "إنفیدیا" وباحثین من جامعات ستانفورد وبیرکلی وسان فرانسیسکو .
وجرى تدریب هذا النموذج على 9 تریلیونات زوج قاعدی من الحمض النووی مستخلص من أطلس جینومی شامل یغطی جمیع ممالک الحیاه، ما یمکنه من التنبؤ بدقه بالتأثیرات الوظیفیه للتغیرات الجینیه.
وأثبت هذا النموذج قدرته على تحدید الطفرات المسببه للأمراض بدقه عالیه فی بعض اختبارات تصنیف المتغیرات الوراثیه المرتبطه بالجین المرتبط بسرطان الثدی، وفق ما أوردته دوریه "نیتشر" العلمیه.
ثوره فی الطب الوقائی تبشر بنهایه عصر العلاج الموحد
طوال القرون الماضیه، قام الطب على مبدأ رد الفعل، أی أن الإنسان ینتظر حتى تظهر الأعراض، ثم یتوجه للطبیب بحثا عن علاج، وهو ما حد من فرص التدخل المبکر فی کثیر من الأمراض، مثل السرطان، حیث لا تظهر أعراض بعض أنواعه إلا بعد وصولها إلى مراحل متقدمه.
ویأتی هنا دور التوائم الجینیه الرقمیه التی قد تساهم فی إحداث تغییر مهم فی فلسفه الرعایه الصحیه، وإعاده تعریف الطب الوقائی، والانتقال إلى طب استباقی یتنبأ بالمرض قبل حدوثه ویفتح الباب أمام التدخلات المبکره التی تمنع تطور المرض من الأساس.
وبدلا من أن یخضع المریض لتجربه دواء جدید بشکل مباشر، تُغذى بیاناته الجینیه والسریریه ونمط حیاته فی النموذج الرقمی الذی یحاکی استجابه جسده المحتمله لهذا الدواء افتراضیا، بما یشمل الفعالیه المتوقعه والآثار الجانبیه المحتمله قبل أن یتناوله المریض فعلیا.
وطورت شرکه "أن لیرن إیه آی" مرضى افتراضیین یستخدمون کمجموعات ضبط رقمیه داخل التجارب السریریه استنادا إلى بیانات تاریخیه من تجارب سریریه سابقه، بحیث یستخدمون بدلا من الاعتماد الکامل على متطوعین حقیقیین.
التجارب السریریه الافتراضیه تتیح محاکاه استجابه المریض للدواء قبل تناوله (بیکسابی) وأبدت "الوکاله الأوروبیه للأدویه" انفتاحا على استخدام هذه المنهجیات فی حالات محدده ضمن التجارب السریریه، فیما تعاملت "إداره الغذاء والدواء الأمریکیه" مع بعض هذه الاستخدامات ضمن أطرها التنظیمیه الخاصه بالأدوات المعتمده على الذکاء الاصطناعی.
کما أظهرت شراکه بین "أن لیرن إیه آی" وشرکه "جونسون آند جونسون" إمکانیه خفض حجم مجموعات الضبط فی تجارب المرحله الثالثه الخاصه بمرض ألزهایمر بنسبه تصل إلى الثلث تقریبا، بحسب نتائج الدراسه.
ویساهم هذا التقدم اقتصادیا فی خفض التکالیف المرتبطه بعلاج الأمراض المزمنه فی مراحلها المتأخره، کما ینعکس إنسانیا عبر السماح للأفراد باتخاذ قرارات حیاتیه مبنیه على معرفه دقیقه بالمخاطر الصحیه الفعلیه بدلا من التقدیرات العامه القائمه على متوسطات سکانیه واسعه.
لکن هذه القفزه التقنیه لا تخلو من حدود علمیه واضحه، حیث تعمل معظم هذه النماذج بشکل استکشافی أو مکمل للتجارب التقلیدیه ولیس بدیلا کاملا عنها، ولا تزال بحاجه إلى تراکم أدله تنظیمیه إضافیه قبل أن تحل محل الاختبار البشری المباشر فی القرارات المصیریه.
کما أن معرفه الشخص باحتمالیه إصابته بمرض خطیر خلال العقود المقبله، حتى وإن کانت هذه المعرفه إحصائیه ولیست یقینیه، قد تفرض عبئاً نفسیاً ثقیلاً یصعب التعامل معه.
ویحذر الباحثون من ظاهره أطلقوا علیها اسم "الأصحاء القلقون"، حیث قد یؤدی التنبؤ المستمر دون وجود تدخل علاجی فعلی إلى تدهور الحاله النفسیه للفرد بدلا من تحسینها، عبر ما یعرف باسم "تأثیر نوسیبو" الذی یجعل مجرد معرفه الخطر المحتمل مصدرا للقلق المرضی.
وتشیر مراجعه تحلیلیه شامله إلى أن الافتراض السائد فی هذا المجال، القائل بأن المزید من المعلومات یؤدی بالضروره إلى نتائج أفضل، افتراض غیر دقیق علمیا.
وتظهر أبحاث فی الاقتصاد السلوکی أن التنبؤ دون وجود تدخل فعلی قد یقلل من جوده الحیاه بدلا من تحسینها، عبر إثاره القلق المفرط أو الشلل فی اتخاذ القرار.
عندما یتحول المستقبل الصحی إلى ملف تجاری
یرى باحثون أن نجاح هذه التقنیه یعتمد على الأطر القانونیه والأخلاقیه التی تحکم استخدامها، إلى جانب دقه الخوارزمیات، إذ ینتج عن دمج الذکاء الاصطناعی والبیانات الجینومیه والسریریه نماذج قادره على بناء الملف الصحی التنبؤی.
ویقدر هذا الملف المخاطر الصحیه المستقبلیه، ویثیر أسئله تتعلق بملکیه هذه البیانات وآلیات الوصول إلیها، مع وجود مخاوف من احتمال سعی بعض شرکات التأمین أو جهات التوظیف إلى الاستفاده منها إذا سمحت الأطر القانونیه بذلک.
وفی الوقت الحالی، تتطلب شرکات التأمین الصحی فحوصات تقلیدیه وتاریخ العائله المرضی، لکن الباحثین یحذرون فی عصر التوائم الرقمیه من احتمال أن یصبح توفیر الوصول إلى هذا التوأم شرطاً إجباریاً للحصول على وثیقه تأمین.
وللتوضیح، تخیل سیناریو افتراضی تظهر فیه محاکاه التوأم أن الشخص قد یصاب بنوع نادر من سرطان القولون عند بلوغه سن الخمسین، فإن شرکه التأمین أمام خیارین، هما إما رفض التأمین علیه، أو فرض أقساط تأمینیه یعجز عن سدادها.
ویعنی ذلک إمکانیه تعرض هذا الشخص لتمییز اقتصادی أو اجتماعی بسبب مرض لا یعانی منه حالیا، إنما على احتمال برمجی صاغته الخوارزمیات لمستقبله.
معرفه الاحتمالات الإحصائیه لمرض مستقبلی تطرح تحدیات نفسیه وأخلاقیه (بیکسابی) أما فی أسواق العمل، فتخیل أن تتقدم لشغل وظیفه فی شرکه تقنیه، وتجتاز کافه الاختبارات بنجاح، لکن قسم الموارد البشریه یطلب فی المرحله الأخیره إخضاع توأمک الجینی الرقمی لمحاکاه وظیفیه ممتده لخمس سنوات قادمه.
وفی هذه المرحله، تتنبأ الخوارزمیه بأنک، تحت ضغط العمل المستمر وبناء على استعدادک الجینی، قد تصاب بمتلازمه الإرهاق المزمن أو اکتئاب حاد بعد ثلاث سنوات، لیصدر قرار برفض توظیفک بناء على هذا الملف الصحی التنبؤی.
هذا السیناریو یعد بمثابه تمییز جینی رقمی یحرم الإنسان من حقه فی العمل بناء على حدث لم یقع بعد، وقد یؤدی ذلک إلى أشکال جدیده من التمییز القائم على البیانات الجینیه، حیث یُقسم البشر إلى مؤهلین رقمیا وغیر مؤهلین وراثیا.
هل تحمینا القوانین الحالیه فی ظل الفراغ التشریعی؟
تشیر دراسه صادره عن مرکز "بیتری فلوم" للأخلاقیات الحیویه فی کلیه الحقوق بجامعه هارفارد إلى أن القوانین الحالیه تعانی من مشکلات بنیویه حین یتعلق الأمر بالتوائم الرقمیه.
وتتسم هذه القوانین بنطاق ضیق للغایه، وصلاحیات محدوده لهیئات الرقابه، وتضارب بین متطلبات السریه الفکریه للشرکات ومتطلبات المساءله العامه، وغیاب المعاییر الموحده لاستخدام البیانات، ما یجعل مسأله الموافقه المستنیره الحقیقیه تحدیاً أخلاقیاً لم یُحلَّ بعد.
ویحظر قانون "حظر التمییز فی المعلومات الجینیه" الأمریکی على أصحاب العمل استخدام المعلومات الجینیه فی قرارات التوظیف أو الفصل أو الترقیه أو تحدید الأجور، کما یحظر على شرکات التأمین الصحی استخدام هذه المعلومات لتحدید الأهلیه أو الأقساط أو رفض التغطیه.
لکن نطاق حمایه هذا القانون یقتصر على نتائج الفحوصات الجینیه المباشره والتاریخ المرضی العائلی، ولا یکفی فی عصر التوائم الرقمیه الشامله، حیث إنه لا یشمل تأمین الحیاه أو الرعایه الطویله الأمد أو تأمین العجز.
غیاب القوانین یثیر مخاوف من استخدام البیانات التنبؤیه الجینیه لأغراض التمییز (بیکسابی) وفی المقابل، یصنف قانون "اللائحه العامه لحمایه البیانات" الأوروبی البیانات الجینیه والصحیه ضمن الفئات الخاصه من البیانات الشخصیه التی تحظى بأعلى مستوى حمایه قانونیه متاح، بحیث یحظر معالجتها من حیث المبدأ إلا بموافقه صریحه أو لأغراض محدده قانونا.
وجاء قانون "الذکاء الاصطناعی" الأوروبی لیعزز هذه الحمایه عبر تصنیف العدید من أنظمه الذکاء الاصطناعی الطبیه التی تؤثر فی مسارات الرعایه الصحیه، بما فیها أدوات التشخیص التنبؤی، ضمن فئه الأنظمه العالیه الخطوره التی تخضع لالتزامات صارمه فی الشفافیه والمراقبه.
معضلات على طریق التغییر
تواجه هذه التقنیه عقبات تقنیه عده، مثل کمیه البیانات المطلوبه، وصحه النموذج الریاضی، والبنیه التحتیه المتطوره القادره على مواکبه تدفق البیانات الجدیده باستمرار.
ویحتاج بناء نموذج دقیق إلى تجمیع البیانات الجینیه والکیمیائیه الحیویه والعوامل البیئیه والسریریه من مصادر متعدده، ویترتب على ذلک تحدٍ فی سرعه المعالجه والتخزین، بالإضافه إلى التأکد من جوده وسلامه البیانات، ویرتبط جزء کبیر من التأخیر والکلفه بانتظار تجمیع عینات کافیه.
کما قد یؤدی أی خطأ فی دقه خوارزمیات التعلم العمیق أو تحیز فی مجموعه البیانات التدریبیه إلى استنتاجات خاطئه، وقد تصبح نماذج الذکاء الاصطناعی الطبیه أقل فعالیه عند استخدامها على مجموعات سکانیه لم تُدرج بکفایه فی بیانات التدریب.
وبعباره أخرى، إذا کان النظام لم یتعرض کفایه لعینه جینیه متنوعه، قد یفشل فی التعرف على أنماط أمراض تؤثر بشده فی فئه مغایره. ولهذا السبب تولی الفرق البحثیه اهتماماً کبیراً للتحقق والتقییم المستمر للنماذج لضمان مصداقیه التوقعات قبل استخدامها فی الرعایه الطبیه الفعلیه.
ختاما، تحمل التوائم الجینیه الرقمیه وعودا بتحسین الکشف المبکر عن بعض الأمراض المستعصیه وإطاله العمر الصحی وتحویل المستشفیات على المدى البعید إلى مراکز للحفاظ على الصحه، لکن ترکها دون ضوابط قد یغیر دورها الأساسی.
ویرى عدد من الباحثین وجوب تطویر أطر دولیه موحده تنص على أن التوأم الجینی الرقمی ملکیه حصریه لصاحبه، وتجرم قانونا اطلاع أی جهه خارجیه علیه، أو استخدامه کأداه للتقییم الوظیفی أو التأمینی.
وبین الوعد بإعاده تشکیل الطب، والمخاوف من تحول البیانات الجینیه إلى أداه للتمییز، یبقى مستقبل التوائم الجینیه الرقمیه مرهونا بقدره الأنظمه الصحیه والمشرعین على تحقیق توازن دقیق بین الابتکار وحمایه حقوق الإنسان .
المصدر: الجزیره