الذكاء الاصطناعي في خدمة مرضى الزهايمر

يُعد مرض الزهايمر واحدًا من أعقد التحديات الطبية التي لم يُتوصل إلى حل لها بعد، وواحدًا من أكثرها ضررًا. فهو يودي بحياة الملايين، ويُلقي بعبء ثقيل على كاهل الأسر، ولا يزال خارج حدود كثير مما يقدر الطب على معالجته حتى اليوم. في OpenAI Foundation، نسعى إلى تغيير ذلك من خلال استخدام الذكاء الاصطناعي المتقدم لتسريع وتيرة العلوم المتعلقة بالوقاية من المرض وعلاجه.^1⁠ وكخطوة أولى، نعمل هذا الشهر على استكمال إقرار منح تتجاوز قيمتها 100 مليون دولار عبر ست مؤسسات بحثية، لدعم أبحاث الزهايمر وتسريعها، من خلال إنتاج بيانات جديدة، والمساعدة في تصميم أدوية جديدة، وتوسيع المسارات الممكنة للعلاج.

تمثل هذه المنح بداية عملنا؛ ولا يزال أمامنا الكثير لننجزه. ونتوقع تقديم منحٍ إضافية لأبحاث الزهايمر على مدار عام 2026 وما بعده، لعدد أكبر من العلماء والمؤسسات البحثية، حتى نتمكن معًا أخيرًا من الوقاية من مرض الزهايمر وعلاجه.

لماذا التركيز على مرض الزهايمر؟

تتمثل رسالتنا في ضمان أن يعود الذكاء الاصطناعي العام (AGI) بالنفع على البشرية جمعاء. ويُعد الزهايمر مشكلة كبرى، وتزداد سوءًا مع تقدم السكان في العمر، كما أن تعقيد هذا المرض يجعله مناسبًا للاستفادة بشكل خاص من الذكاء الاصطناعي.

لا يؤثر الزهايمر في ملايين الأشخاص الذين شُخِّصوا بالمرض فحسب، بل يؤثر أيضًا في أزواجهم وأطفالهم وغيرهم من مقدمي الرعاية الذين يدعمونهم. ويفرض هذا المرض عبئًا عاطفيًا وماليًا هائلًا على الأسر.

لقد أحرزت البشرية تقدمًا خلال العقود القليلة الماضية في مواجهة ثلاثة من الأسباب الأربعة الرئيسية للوفاة، وهي أمراض القلب، والأمراض المعدية، وبعض أنواع السرطان، مما خفّض خطر الوفاة في أي عمر معيّن:

ومع ذلك، لا يزال تطوير علاجات فعّالة لرابع أكبر مسببات الوفاة — الأمراض التنكسية العصبية، مثل الزهايمر — عصيًا إلى حد كبير على الحل حتى الآن، رغم جهود أفضل علماء البشرية:

ويرجع ذلك إلى أن مرض الزهايمر لا يبدو أنه ينجم عن سبب واحد، بل عن التفاعل بين عوامل الخطر الوراثية، واختلال طيّ البروتينات، والالتهاب، واختلال المشابك العصبية، وغير ذلك. وهي كلها تتفاعل مع العوامل البيئية على مدى عقود، وتتكشف جميعها داخل الدماغ، وهو عضو يصعب دراسته وإيصال الأدوية إليه. وقد واجهت الأساليب البحثية التقليدية صعوبة في الإحاطة بهذا التعقيد وفهمه.

ويتميّز الذكاء الاصطناعي بقدرة فريدة على التعامل مع هذا التعقيد. وتوفر قدرته على الاستدلال عبر أنواع مختلفة من البيانات — بما في ذلك الأعراض السريرية لدى المرضى، والمؤشرات البيولوجية للمرض، وعمليات فحص المرشحات الدوائية، وغيرها — طريقة جديدة جوهريًا لفهم كيفية تفاعل هذه العوامل، وتحديد الأهداف الدوائية المناسبة، وتشخيص المخاطر القابلة للتدخل قبل عقود من ظهورها لدى المرضى.

وهدفنا هو مساعدة العلماء على ابتكار أدوات جديدة للوقاية من مرض الزهايمر وعلاجه أخيرًا. ونظرًا إلى أن تحقيق ذلك الهدف ظلّ صعبًا للغاية حتى الآن، فإننا نعدّه اختبارًا واضحًا لقدرة الذكاء الاصطناعي على تغيير ما هو ممكن في مجال صحة الإنسان. ونطمح إلى إحداث فرق حقيقي في حياة المعرّضين لخطر الزهايمر وعائلاتهم.

نهجنا الأولي

نحن ممتنّون للدعم الذي تلقيناه من المراجعين العلميين الخارجيين في بلورة استراتيجياتنا الأولية. في حين أننا متحمسون للغاية لكل واحد من مجالات العطاء هذه، فإننا لا نتوقع أن نحقق هدفنا المتمثل في الوقاية من مرض الزهايمر وعلاجه بين عشية وضحاها. حيث ستُسفر بعض التجارب عن نتائج سلبية، وستكون هناك انتكاسات على طول الطريق. تلك هي طبيعة العلم، وسنتعلم بأسرع ما يمكن، مع تحديث نهجنا كلما ظهرت النتائج.

وللبدء، لدينا فرضيات أولية حول الكيفية التي يمكننا بها دعم المنظومة البحثية على نحوٍ يكمل الجهود القائمة، ويستفيد مما يتيحه الذكاء الاصطناعي اليوم. ويؤدي ذلك مجتمِعًا إلى تكوين "تسلسل هرمي من خمس طبقات" من الأنشطة في المؤسسات البحثية الرائدة:

1. إنشاء "خريطة سببية" لمرض الزهايمر باستخدام الذكاء الاصطناعي، للتحقق من صحة أهداف التدخل. ويبدو الآن جليًا أن هناك العديد من العوامل المسببة للزهايمر، لا عاملًا واحدًا فقط. وهذا يعني أنه ينبغي لنا أن نرسم خريطة كاملة لشبكة العوامل السببية لتحديد أكثر العُقد فاعليةً للتدخل العلاجي بالنسبة إلى أشخاص مختلفين. من خلال التعاون مع باحثين يعملون في طليعة استخدام الذكاء الاصطناعي في علم الأحياء، مثل Arc Institute⁠، نهدف إلى فهم كيفية تفاعل "العضيّات" الدماغية النموذجية مع مجموعات مختلفة من العوامل الجينية والبيئية المسببة للمخاطر. ويمكن استخدام هذه البيانات التجريبية واسعة النطاق لتدريب نماذج ذكاء اصطناعي تسهم في توجيه التجارب المستقبلية. وباستخدام هذا المحرك الهجين، يمكن للباحثين مشاركة نتائجهم تباعًا ليبني عليها الآخرون، وترشيح أهداف دوائية تستند إلى فهم آلي لمزيد من الاختبار.

استعصى الزهايمر على العلاج، ويرجع ذلك جزئيًا إلى أنه النموذج الأمثل للمرض المعقّد. فهو نتيجة تفاعل مئات من عوامل الخطر الجينية والبيئية عبر أنواع مختلفة من الخلايا على مدى عقود. وفي Arc، نعمل على تطوير تقنيات تجريبية وحاسوبية لرسم خريطة هذه التفاعلات فعليًا وعلى نطاق واسع.

— باتريك هسو، PhD، الشريك المؤسس والباحث الرئيسي في معهد Arc

نريد تحديد تدخلات يمكنها، كما لو أنها تنقر وتسحب، إعادة الخلية من الحالة المرضية إلى الحالة السليمة. ولتحقيق ذلك، نعتمد دورة تعلّم نشط: نُحدث تدخلات منهجية في نماذج الأنسجة البشرية استنادًا إلى بيانات المرضى، ونقيس ما يحدث، ثم نستخدم النتائج لتحسين نماذجنا للزهايمر القائمة على الذكاء الاصطناعي بصورة تكرارية. وتمنحنا كل دورة صورة سببية أوضح لمواضع التقاء المسارات المرضية، وأين ينبغي التدخل.

—سيلفانا كونرمان، PhD، الشريكة المؤسسة والمديرة التنفيذية في Arc Institute

2. تصميم أدوية جديدة بمساعدة الذكاء الاصطناعي، واختبارها في المختبر بالتعاون مع جهات مثل Institute for Protein Design⁠، إلى جانب نخبة من أطباء الأعصاب وعلماء الأعصاب في مؤسسات بحثية أخرى. لقد خضع أكثر من 100 دواء للزهايمر للتجربة في الدراسات السريرية منذ عام 2000، لكن معظمها تقريبًا لم ينجح أو تسبّب في آثار جانبية غير مرغوبة. ونعتقد أن الجزيئات المصممة بمساعدة أدوات الذكاء الاصطناعي في علم الأحياء ستكون أكثر احتمالًا للنجاح مع مرور الوقت. لكن لتحديد ما إذا كان ذلك صحيحًا، لا بد أولًا أن يتمكن الباحثون من التحقق من صحة ابتكاراتهم الرقمية في الخلايا والأنسجة والحيوانات.

في UW Medicine Institute for Protein Design، نلتزم ببناء مسارات عمل تعاونية تركّز على تحقيق أكبر أثر إيجابي ممكن في الرفاه العالمي. وباستخدام أحدث نماذجنا لتصميم البروتينات بالذكاء الاصطناعي، نجحنا في هندسة جزيئات ترتبط بأهداف محورية في تطور الزهايمر، وتعدّلها، وتفككها. ويُعد توسيع مجموعة الأدوات هذه، وصقلها، ومشاركتها مع علماء الأعصاب القادرين على توظيف بروتيناتنا المصممة للتنبؤ بالتنكّس العصبي ومعالجته، من بين أولوياتنا القصوى.

—ديفيد بيكر، PhD، الحائز على جائزة نوبل ومدير معهد تصميم البروتين في جامعة واشنطن

3. دعم مجموعات البيانات المفتوحة للتنبؤ بفعالية الأدوية، ورسم مسار تطور المرض مع التدخل وبدونه. ويشمل ذلك إنشاء مجموعات بيانات مفتوحة جديدة ذات صلة بالزهايمر، بالتعاون مع جهات غير ربحية مثل Focused Research Organisation EvE Bio⁠. ويشمل ذلك أيضًا دعم توسيع مجموعات البيانات الطولية والوبائية القائمة، فضلًا عن إتاحة فرص لفتح مجموعات البيانات الحالية التي جمعتها شركات التكنولوجيا الحيوية بصورة مسؤولة، بما قد يعود بالنفع على جميع الباحثين.

4. وضع مؤشرات حيوية جديدة للأمراض، مما يحسّن التشخيص وكيفية إجراء التجارب السريرية، بالتعاون مع جهات مثل UCSF. وقد أتاح اعتماد أول فحص دم للزهايمر في العام الماضي⁠ للأطباء المتخصصين المزيد من الأدوات لتقييم حالة المريض بقدر أقل من التدخل الجراحي. كما تتيح المؤشرات الحيوية في الدم وغيرها للباحثين قياس الأثر الذي قد تُحدثه الأدوية في تطور المرض ضمن التجارب السريرية، بما في ذلك استخدامها كمقاييس ثانوية في تجارب تستهدف أساسًا مرضًا مختلفًا، كما ظهر في هذه التجربة الحديثة⁠ المتعلقة بأمراض القلب والأوعية الدموية. وهناك فرص أكبر للمضي قدمًا بالاعتماد على علم البروتينات الحديث وغيره من أساليب أخذ العينات من المرضى، الآن بعد أن أصبح الذكاء الاصطناعي قادرًا على تفسير إشارات بيولوجية أكثر تعقيدًا.

لا يزال الزهايمر أحد أكثر التحديات إلحاحًا في الطب، ويعتمد إحراز التقدم على ربط الإنجازات العلمية بالرعاية المقدمة لمرضانا. ويتيح لنا هذا التعاون وصل الجهود الرائدة عالميًا، من التقدم في تصميم البروتينات إلى الرؤى السريرية والبيولوجية العميقة هنا في UCSF، بما يساعد على فهم المرض على نحو أفضل وتحديد مسارات جديدة للعلاج. ومع مساهمة الذكاء الاصطناعي في دمج هذه الرؤى وفهم هذا القدر الهائل من التعقيد، تتاح لنا فرصة لتسريع اكتشافات قد تُحدث فرقًا حقيقيًا في حياة المرضى.

—إس. أندرو جوزيفسون، دكتور في الطب، أستاذ ورئيس قسم طب الأعصاب في UCSF وUCSF Weill Institute for Neurosciences

5. اختبار العلاجات الخارجة عن الحماية ببراءة اختراع، واستخدام الذكاء الاصطناعي لتحقيق أفضل فهم ممكن لبيانات المرضى مجهولة الهوية وللتجارب المبلغ عنها عبر الإنترنت. وثمة عدد من التدخلات التي توجد بشأنها مؤشرات على وجود أثر محتمل، مثل أوروتات الليثيوم⁠ ولقاح الهربس النطاقي⁠ الذي انتهت مدة براءة اختراعه، إلا أن الأمر ما يزال يتطلب أدلة إضافية عالية الجودة، في حين لا تتوافر لدى القطاع الخاص حوافز لتمويل التجارب السريرية.

ويحدوني الأمل في أن تنتقل قدرة الجرعات الفسيولوجية من أوروتات الليثيوم على عكس المسار المرضي واستعادة الذاكرة في النماذج الفأرية لمرض الزهايمر إلى البشر مع التقدم في العمر. الليثيوم هو ما يمد ويشغّل هواتفنا، وحواسيبنا المحمولة، ومركباتنا الكهربائية بالطاقة. وتخميني أن الدماغ ربما استفاد من كيميائه الكهربائية الفريدة قبل أن نفعل نحن ذلك.

—بروس يانكنر، MD، PhD، أستاذ علم الوراثة وطب الأعصاب في كلية الطب بجامعة هارفارد والمدير المشارك لمركز هارفارد غلين لأبحاث بيولوجيا الشيخوخة

التعلّم التكراري

سنمضي قدمًا في هذه المحاور الخمسة جميعها في الوقت نفسه، استكمالًا للجهود الأخرى في المنظومة البحثية. ونتوقع أن نضيف إلى النهج المعمول بها حاليًا مع تلقّي المزيد من الملاحظات من المجتمع البحثي، حتى نتمكن معًا من التوصل إلى سبل الوقاية من مرض الزهايمر وعلاجه.

من خلال التصدّي لمرض الزهايمر بشكل مباشر، لا نهدف فقط إلى المساعدة في تغيير مسار هذا المرض، بل أيضًا إلى بناء أدوات ومعرفة يمكن أن تُسرّع وتيرة التقدم في مواجهة العديد من الأمراض الأخرى.

* * *

إذا كنت مهتمًا بتلقي تحديثات من OpenAI Foundation، فيُرجى الاشتراك⁠. وإذا كنت ترغب في التواصل مع فريق العلوم الحياتية وعلاج الأمراض لدينا، فيُرجى مراسلتنا على [email protected]⁠.

بالإضافة إلى المقالات الأكاديمية، نحرص على قراءة التقارير والمقالات المطولة ومنشورات المدونات حول الذكاء الاصطناعي والعلوم. ومع أننا لا نتفق مع جميع الادعاءات الواردة في هذه المواد، فإن ذلك يشمل تقرير الأكاديميات الوطنية هذا⁠، وهذه المقالة الاستعراضية حول مسار تطوير أدوية الزهايمر⁠، وملخصات رفيعة المستوى للتقدم الطبي مثل هذه المقالة عن معدلات الوفيات الناجمة عن أمراض القلب والأوعية الدموية⁠، ومنشور مدونة Science هذا⁠ حول الصعوبات التي تواجه الذكاء الاصطناعي في إحراز تقدم في الطب، و هذه الفكرة المتعلقة بالبيانات السريرية من IFP⁠.

ونشجعكم على نشر تحليلاتكم علنًا، وإرسال الرابط إلينا عبر البريد الإلكتروني إذا رأيتم أننا قد نستفيد من هذا المنظور.