هوش مصنوعی سال‌ها پیش از پزشکان خطر نابینایی را پیش‌بینی می‌کند

گاردین روز یک‌شنبه ۲۹ مهر در گزارشی نوشت دانشمندان بریتانیایی در آستانه راه‌اندازی پروژه تحقیقاتی چشمگیری هستند که نشان می‌دهد هوایی که تنفس می‌کنیم چگونه می‌تواند بر مغز ما تاثیر بگذارد.

به گفته دانشمندان، این تحقیق برای درک یک مشکل پزشکی مهم، یعنی چگونگی تاثیر آلودگی هوا بر بروز زوال عقل، حیاتی است.

در سال‌های اخیر، دانشمندان دریافتند که آلودگی هوا یکی از خطرناک‌ترین تهدیدها برای سلامت انسان است و نشان داده‌اند که این آلودگی در بروز سرطان، بیماری‌های قلبی، دیابت و بسیاری از مشکلات بهداشتی دیگر نقش دارد.

اکنون دانشمندان در موسسه فرانسیس کریک (Francis Crick) قرار است به بررسی ارتباط آلودگی هوا با پدیده زوال عصبی بپردازند.

این پروژه تحقیقاتی با عنوان «سرعت» (Rapid) که از سوی خیریه «مقابله با زوال عقل» تامین مالی شده است، از روز دوشنبه ۳۰ مهر به‌طور رسمی آغاز خواهد شد.

ذرات کوچک آلاینده چطور منجر به زوال عقل می‌شوند؟

پروژه سرعت شامل بررسی دقیق فرآیندهایی است که ذرات کوچک آلاینده می‌توانند منجر به زوال عقل شوند.

این تحقیق می‌تواند بینشی کلی درباره چگونگی تاثیر ذرات معلق در هوا بر بروز بیماری‌ها ارائه دهد و همچنین به توسعه داروهای جدید برای مقابله با پیشرفت شرایطی مانند بیماری آلزایمر کمک کند.

پروفسور چارلز سوانتون، معاون مدیر بالینی موسسه کرک و از مدیران این پروژه گفت: «آلودگی هوا معمولا با زوال عقل مرتبط نیست. با این حال، اپیدمیولوژیست‌ها به‌تازگی دریافته‌اند که ذرات موجود در هوا کاملا با خطر بیماری‌های نورودژنراتیو (زوال عصبی) مرتبط هستند.»

او افزود: «ما می‌خواهیم دقیقا بفهمیم که چگونه ذرات ریز در هوا می‌توانند تاثیرات عمیقی بر مغز ما داشته باشند و از این دانش برای توسعه داروهای جدیدی برای درمان زوال عقل استفاده کنیم.»

یک نوع کلیدی از آلودگی هوا، شامل معلق‌های ریز ذرات جامد و قطرات مایع است.

این ذرات از اگزوز خودروها و کامیون‌ها، کارخانه‌ها، گرد و غبار، گرده‌ها، آتش‌فشان‌ها، آتش‌سوزی‌های جنگلی و منابع دیگر تولید می‌شوند و به‌عنوان ذرات معلق ۲.۵ میکرومتری یا به‌طور ساده PM2/5 شناخته می‌شوند.

این ذرات دارای قطری کمتر از ۲.۵ میلیونیم متر هستند که حدود ۳۰ برابر نازک‌تر از موی انسان است و به‌قدری کوچک‌اند که می‌توانند به عمق بدن انسان نفوذ کنند.

در مورد زوال عقل، پی‌ام۲.۵‌ها هنگام تنفس و از طریق پیاز بویایی (olfactory bulb) وارد مغز می‌شوند.

پیاز بویایی یک ساختار عصبی در مغز است که در بالای حفره بینی قرار دارد و سیگنال‌های بویایی را از گیرنده‌های موجود در بینی دریافت کرده و پردازش می‌کند. این بخش، نقش مهمی در درک و تشخیص بوها دارد.

به گفته پروفسور سوانتون، به نظر می‌رسد که پی‌ام۲.۵‌ها در مغز، از سوی سلول‌های ایمنی در سیستم عصبی مرکزی جذب می‌شوند و پس از آن است که احتمالا زوال عصبی آغاز می‌شود.

با این حال، این که این فرآیند چگونه پیش می‌رود و منجر به زوال عقل می‌شود، هنوز روشن نیست.

100%

درک دقیق این فرایند، یکی از اهداف اصلی پروژه سرعت است تا بفهمیم چگونه پی‌ام۲.۵‌ها موجب تشکیل توده‌هایی در بافت مغز می‌شوند که نشانه مشخص بیماری آلزایمر است.

سونیا گاندی، رییس آزمایشگاه زیست‌شناسی زوال عصبی در موسسه کرک و دانشگاه کالج لندن گفت: «ما شواهد خوبی از ارتباط بین قرارگیری در معرض ذرات معلق ۲.۵ میکرومتری و بیماری‌های مغزی مانند آلزایمر و پارکینسون داریم. اما هنوز نمی‌دانیم که آیا این ذرات واقعا زوال عصبی را به‌طور مستقیم تحریک می‌کنند یا تنها فرایندی را که در افراد آسیب‌پذیر در حال وقوع است، تسریع می‌کنند.»

پژوهشگران موسسه کرک بر این باورند که آلودگی هوا از طریق سه مکانیسم مختلف می‌تواند باعث زوال عقل شود؛ بر اساس یکی از این مکانیسم‌ها، ذرات معلق ۲.۵ میکرومتری ممکن است به‌طور مستقیم فرآیند تجمع پروتئین‌ها را در مغز تسریع کنند و باعث بروز آلزایمر شوند.

به عبارت دیگر، ممکن است ورود ذرات معلق با توانایی مغز در پاکسازی توده‌های پروتئینی تداخل ایجاد کند.

به بیانی ساده، این ذرات ۲.۵ میکرومتری با سیستم پاکسازی سلول‌های بدن تداخل دارند و باعث می‌شوند حذف پروتئین‌های عامل بیماری‌هایی مانند آلزایمر، دشوارتر شود.

سومین نظریه این است که پی‌ام۲.۵‌ها به وسیله سلول‌های ایمنی مغز به نام میکروگلیا جذب و احتمالا باعث می‌شوند که این سلول‌ها، واکنشی التهابی را ایجاد و آغاز زوال عقل را تسریع کنند.

پژوهشگران برای تشخیص اینکه کدام مکانیسم در بروز زوال عقل نقش دارد، بر آزمایش‌های درون‌کشتگاهی روی سلول‌های بنیادی انسانی و همچنین مدل‌های حیوانی تمرکز خواهند کرد.

سونیا گاندی در همین زمینه گفت: «زمانی که این مکانیسم‌ها را با جزییات بیشتری درک کنیم، می‌توانیم از این دانش برای توسعه درمان‌هایی استفاده کنیم که تاثیر آلودگی‌های هوا را کاهش دهند.»

او اظهار امیدواری کرد که شاید روزی، بتوانیم از اثرات محیط بر بیماری‌های مغزی پیشگیری کنیم.

این تحقیق که از سوی پژوهش‌گران دانشگاه بریستول بریتانیا انجام شد، شامل نظرات دانشمندان برجسته آب و هوا، هواشناسان و پزشکان بهداشت عمومی است.

بر اساس یافته‌های این پژوهش، قرار گرفتن طولانی‌مدت در دمای شدید ارتباط مستقیمی با زوال‌ شناختی، بیماری کلیوی، سرطان پوست و گسترش بیماری‌های عفونی دارد.

دان میچل، نویسنده اصلی این پژوهش، اعلام کرد محققان از برخی «پیوندهای قوی» میان این بیماری‌ها و امواج گرما آگاه هستند و این امر «موجب نگرانی قابل توجهی» شده است.

سخنگوی دانشگاه بریستول گفت: «در حالی که تاثیر منفی تغییرات آب و هوایی بر سلامت قلب و ریه به طور گسترده‌ای شناخته شده، این تحقیق تصویر جامع‌تری از پیامدهای مرتبط ارائه می‌دهد.»

کارشناسان دریافتند که «تکرار و افزایش تغییرات آب و هوایی، مانند موج گرما و سیل، مشکلات سلامت روانی و گسترش بیماری‌های عفونی را تشدید می‌کند.»

زنگ خطر بیماری‌های پنهان

این مطالعه همچنین نشان می‌دهد که قرار گرفتن طولانی‌مدت در معرض گرما می‌تواند خواب را مختل کند که این امر با زوال شناختی، بیماری آلزایمر و زوال عقل مرتبط است.

هوای سرد نیز ممکن است منجر به صدمات جسمی، مانند زمین خوردن یا تضعیف سلامت روانی، از جمله گوشه‌گیری شود و درد مفاصل و بی‌تحرکی را بر اثر نشستن و دراز کشیدن بیش از حد افزایش دهد.

میچل، استاد علوم آب و هوا در دانشگاه بریستول گفت: «این تحقیق عمدتا عوارض بالقوه بسیار جدی ناشی از قرار گرفتن طولانی‌مدت در معرض تغییرات آب و هوایی را نشان می‌دهد که تاکنون در ارزیابی‌های مشابه به آن پرداخته نشده است.»

او افزود که اطلاعات کافی در مورد اینکه چگونه دماهای گرم‌تر یا سیل مداوم ممکن است با بیماری‌های مختلف مرتبط باشد، وجود ندارد.

با این حال، این پژوهشگر تاکید کرد که فشار گرمایی مداوم و چندساله احتمالا بیماری‌های زمینه‌ای مانند بیماری‌های کلیوی را تشدید می‌کند اما برای تعیین اثرات بلندمدت آن، باید تحقیقات بیشتری انجام شود.

میچل ادامه داد: «با استفاده از نمونه بریتانیا ما زمینه را برای تجزیه و تحلیل کامل و جهانی ارتباط میان تغییرات آب و هوایی و سلامت فراهم کرده‌ایم.»

یونیس لو، یکی دیگر از نویسندگان این تحقیق گفت که گام‌های بعدی شامل تجزیه و تحلیل داده‌های بلندمدت بیشتر در کنار «عوامل دیگری است که در طول زمان بر سلامتی تاثیر می‌گذارند».

تغییرات اقلیمی ناشی از تغییر درازمدت میانگین دمای زمین است که شرایط آب و هوایی را عوض می‌کند.

در طول یک دهه گذشته، دمای زمین به طور متوسط ​​حدود ۱.۲ درجه سانتیگراد گرم‌تر از اواخر قرن ۱۹ بوده است.

اکنون تایید شده که گرمایش جهانی در دوره ۱۲ ماهه بین فوریه ۲۰۲۳ تا ژانویه ۲۰۲۴ از ۱.۵ درجه سانتیگراد فراتر رفته است.

پیامدهای افزایش دما که به دلیل تغییرات آب و هوایی ناشی از فعالیت‌های انسان رخ داده، با پدیده ال‌نینو تشدید و باعث شده سال ۲۰۲۳ گرم‌ترین سال ثبت شده در تاریخ باشد.