Kecerdasan buatan boleh membangunkan rawatan untuk mencegah 'pepijat super'
Ulasan terakhir: 14.06.2024
Semua kandungan iLive disemak secara perubatan atau fakta diperiksa untuk memastikan ketepatan faktual sebanyak mungkin.
Kami mempunyai garis panduan sumber yang ketat dan hanya memautkan ke tapak media yang bereputasi, institusi penyelidikan akademik dan, apabila mungkin, dikaji semula kajian secara medis. Perhatikan bahawa nombor dalam kurungan ([1], [2], dan lain-lain) boleh diklik pautan ke kajian ini.
Jika anda merasakan bahawa mana-mana kandungan kami tidak tepat, ketinggalan zaman, atau tidak dipersoalkan, sila pilih dan tekan Ctrl + Enter.
Penyelidik di Klinik Cleveland telah membangunkan model kecerdasan buatan (AI) yang boleh menentukan gabungan dan masa terbaik untuk menetapkan ubat untuk merawat jangkitan bakteria berdasarkan semata-mata pada kadar pertumbuhan bakteria di bawah pendedahan tertentu. Pasukan yang diketuai oleh Dr. Jacob Scott dan makmalnya di Bahagian Teoritis Translasi Hematologi dan Onkologi baru-baru ini menerbitkan keputusan mereka dalam Prosiding Akademi Sains Kebangsaan. P>
Antibiotik dikreditkan dengan peningkatan jangka hayat di Amerika Syarikat hampir satu dekad. Rawatan itu mengurangkan kadar kematian akibat masalah kesihatan yang kini kami anggap kecil, seperti beberapa luka dan kecederaan. Walau bagaimanapun, antibiotik tidak lagi berfungsi dengan baik seperti dahulu, sebahagiannya disebabkan penggunaannya yang meluas.
"Organisasi kesihatan global bersetuju bahawa kita memasuki era pasca antibiotik," jelas Dr. Scott. “Jika kita tidak mengubah cara kita melawan bakteria, menjelang 2050 lebih ramai orang akan mati akibat jangkitan tahan antibiotik berbanding kanser.”
Bakteria membiak dengan cepat, menghasilkan anak mutan. Penggunaan antibiotik yang berlebihan memberi peluang kepada bakteria untuk membangunkan mutasi yang tahan terhadap rawatan. Lama kelamaan, antibiotik membunuh semua bakteria yang mudah terdedah, hanya meninggalkan mutan yang lebih kuat yang tidak dapat dimusnahkan oleh antibiotik.
Satu strategi yang digunakan oleh doktor untuk memodenkan rawatan jangkitan bakteria dipanggil rotasi antibiotik. Penyedia penjagaan kesihatan bergantian antara antibiotik yang berbeza dalam tempoh masa tertentu. Bertukar antara ubat yang berbeza memberi bakteria lebih sedikit masa untuk membina daya tahan terhadap mana-mana satu kelas antibiotik. Putaran mungkin menjadikan bakteria lebih mudah terdedah kepada antibiotik lain.
"Putaran ubat menunjukkan janji dalam merawat penyakit dengan berkesan," kata pengarang pertama kajian dan pelajar perubatan Davis Weaver, Ph.D. “Masalahnya ialah kami tidak tahu cara terbaik untuk melakukannya. Tiada piawaian untuk antibiotik apa yang perlu diberikan, untuk tempoh berapa lama dan dalam susunan apa.”
Pengarang bersama kajian Dr. Jeff Maltas, penyelidik pasca doktoral di Klinik Cleveland, menggunakan model komputer untuk meramalkan bagaimana rintangan bakteria terhadap satu antibiotik menjadikan mereka lebih lemah kepada antibiotik yang lain. Dia bekerjasama dengan Dr. Weaver untuk meneroka sama ada model dipacu data boleh meramalkan corak penggiliran ubat yang meminimumkan rintangan antibiotik dan memaksimumkan kerentanan antibiotik, walaupun sifat evolusi bakteria secara rawak.
Dr. Weaver mengetuai penerapan pembelajaran pengukuhan kepada model penggiliran dadah, yang mengajar komputer untuk belajar daripada kesilapan dan kejayaannya untuk menentukan strategi terbaik untuk menyelesaikan tugas. Menurut Drs. Weaver dan Maltas, kajian ini merupakan salah satu kajian pertama yang menerapkan pembelajaran tetulang kepada rejimen putaran antibiotik.
Simulasi evolusi skematik dan pendekatan pengoptimuman yang diuji. Sumber: Prosiding Akademi Sains Kebangsaan (2024). DOI: 10.1073/pnas.2303165121
“Pembelajaran pengukuhan ialah pendekatan yang ideal kerana anda hanya perlu mengetahui berapa cepat bakteria berkembang, yang agak mudah untuk ditentukan,” jelas Dr. Weaver. “Terdapat juga ruang untuk variasi dan kesilapan manusia. Tidak perlu mengukur kadar pertumbuhan sehingga milisaat setiap kali.”
AI pasukan penyelidik dapat memikirkan rancangan penggiliran antibiotik yang paling berkesan untuk merawat pelbagai jenis E. Coli dan mencegah rintangan dadah. Kajian itu menunjukkan bahawa AI boleh menyokong pembuatan keputusan yang rumit, seperti mengira jadual rawatan antibiotik, kata Dr. Maltas.
Dr. Weaver menjelaskan bahawa selain menguruskan jangkitan pesakit individu, model AI pasukan boleh memaklumkan cara hospital merawat jangkitan secara keseluruhan. Dia dan pasukan penyelidiknya juga sedang berusaha untuk mengembangkan kerja mereka melangkaui jangkitan bakteria kepada penyakit maut lain.
"Idea ini tidak terhad kepada bakteria, tetapi boleh digunakan untuk apa sahaja yang boleh menimbulkan daya tahan terhadap rawatan," katanya. “Pada masa hadapan, kami percaya jenis AI ini boleh digunakan untuk menguruskan kanser tahan rawatan.”