میرنیوز
بررسی خواب و سلامت روحی با کمک یک حسگر مبتنی بر هوش مصنوعی
2020-12-25T14:33:17+03:30
به گزارش ایسنا و به نقل از نوروساینس‌نیوز، سروتونین، یک ماده شیمیایی عصبی است که نقش مهمی در نحوه کنترل رفتار و احساسات ما بر مغز دارد. برای مثال، برخی از داروهای ضدافسردگی طوری طراحی می‌شوند که سیگنال‌های سروتونین ارسال شده بین سلول‌های عصبی را اصلاح شوند. پژوهشگران "دانشکده پزشکی دانشگاه کالیفرنیا دیویس" (UC Davis School of Medicine) در پروژه جدیدی، از روش‌های پیشرفته مهندسی ژنتیک استفاده کرده‌اند تا یک پروتئین باکتریایی را به یک ابزار پژوهشی جدید تبدیل کنند که ممکن است بررسی انتقال سروتونین را با وفاداری بیشتری نسبت به روش‌های کنونی انجام دهد. آزمایش‌های پیش‌بالینی که نخست در موش‌ها انجام شد، نشان داد که شاید حسگر ابداع شده توسط این پژوهشگران بتواند تغییرات ظریف در سطح سروتونین را در لحظه و طی بروز ترس، خواب و تعاملات اجتماعی تشخیص دهد و اثربخشی داروهای فعال‌کننده روان را بررسی کند. هدف از این پژوهش، ایجاد تحول در درک ما از مغز هنگام سلامتی و هنگام بروز بیماری است.
روش‌های کنونی فقط می‌توانند تغییرات گسترده را در سیگنال‌دهی سروتونین تشخیص دهند. پژوهشگران در این پروژه، یک پروتئین باکتریایی جذب‌کننده مواد مغذی را به یک حسگر بسیار حساس تبدیل کردند که هنگام جذب سروتونین روشن می‌شود. آنها از روش‌های قدیمی مهندسی ژنتیک برای تبدیل کردن پروتئین به حسگر پیام‌رسان عصبی "استیل‌کولین" (acetylcholine)
استفاده کردند. این پروتئین جدید موسوم به "OpuBC" معمولا ماده مغذی "کولین" (choline) را که شکلی مشابه استیل‌کولین دارد، به دام می‌اندازد. پژوهشگران در این پروژه نشان دادند که برای طراحی پروتئین OpuBC به عنوان گیرنده سروتونین، به کمک هوش مصنوعی نیاز دارند.
پژوهشگران از الگوریتم‌های یادگیری ماشینی استفاده کردند تا به رایانه کمک کنند که به ۲۵۰ هزار طراحی جدید فکر کند. آنها آزمایشی را پس از سه بار بررسی انجام دادند. آزمایش‌های ابتدایی نشان می‌دهند که حسگر جدید می‌تواند سروتونین را در سطوح متفاوت مغز تشخیص دهد و کمترین واکنش را نسبت به دیگر پیام‌رسان‌های عصبی داشته باشد و یا واکنشی نشان ندهد. آزمایش‌های صورت گرفته در برش‌های مغز موش‌ها نشان داد که حسگر نسبت به سیگنال‌های سروتونین ارسال‌شده بین نورون‌ها در نقاط ارتباطات سیناپس واکنش نشان می‌دهد. آزمایش‌هایی که روی سلول‌های موجود در پتری‌دیش صورت گرفت، نشان داد که حسگر می‌تواند تغییرات ایجاد شده در این سیگنال‌ها را که از مخدرهایی مانند کوکائین و چندین داروی متداول ضد افسردگی ناشی می‌شود، به صورت موثر بررسی کند.
آزمایش‌های صورت گرفته روی موش‌ها نهایتا نشان داد که این حسگر می‌تواند به دانشمندان در بررسی پیام‌رسان عصبی سروتونین تحت شرایط عادی‌تر کمک کند. برای مثال، پژوهشگران در این آزمایش‌ها مشاهده کردند که میزان سروتونین هنگام بیداری موش‌ها افزایش و هنگام خواب کاهش می‌یابد. هنگامی که خواب موش‌ها عمیق‌تر شد، سروتونین افت شدیدتری پیدا کرد. روش‌های قدیمی بررسی سروتونین، این تغییرات را از دست می‌دهند. به علاوه، پژوهشگران مشاهده کردند هنگامی که موش‌ها با شوک ناشی از صدای زنگ رو به رو می‌شوند، سطح سروتونین در دو مدار جداگانه مربوط به ترس مغز افزایش می‌یابد. صدای زنگ در یک مدار، به افزایش سریع و زیاد سروتونین منجر می‌شود؛ در حالی که در مدار دوم، به سطح پایین‌تری می‌رسد.
پژوهشگران قصد دارند این حسگر را به راحتی در اختیار سایر دانشمندان قرار دهند. آنها امیدوارند که این حسگر به پژوهشگران کمک کند تا درک بهتری از نقش حیاتی سروتونین در زندگی روزمره و بسیاری از بیماری‌های روانی داشته باشند.
این پژوهش، در مجله "Cell" به چاپ رسید.
انتهای پیام
منبع : خبرگزاری ایسنا
کلمات کلیدی : میرنیوز حسگر هوش مصنوعی سروتونین مغز
اشتراک گذاری :
آخرین اخبار علمی
اعضای شورای راهبری هوش مصنوعی معرفی شدند/ایجاد زیر ساخت هوش مصنوعی در دستور کار ۱۰ نهاد
آتش‌سوزی جنگلی موجب رشد حیات دریایی می‌شود!
استرس کاری ریسک بیماری قلبی را در مردان افزایش می دهد
۲.۵ میلیون ایرانی در اهدای خون مشارکت دارند
چین در شرق تهران بیمارستان هوشمند احداث می کند
راه اندازی ۶۰ هزار تخت بیمارستانی در کشور
وزارت بهداشت برای اولین بار سرایدار استخدام می‌کند
زمان اخذ رأی در انتخابات نظام پرستاری افزایش یافت
هوای آلوده و افزایش ریسک سرطان سینه/ درمان سوءهاضمه با زردچوبه
بیماری هزارچهره را جدی بگیریم/ عوارض بیماری سلیاک
اهمیت تولید محصولات غذایی فاقد گلوتن برای بیماران سلیاک
نشست چالش‌های زنجیره تأمین دارو در ایران برگزار می‌شود
چگونه از ابتلا به سرماخوردگی جلوگیری کنیم
خرید اعتباری محصولات پتروشیمی به نفع صنعت دارو است
چه کسانی پرونده الکترونیک سلامت دارند
بررسی راهکارهای ورود ایران به بازار دارویی اوراسیا
جامعه پزشکی باید تخصص را همراه تعهد حرفه‌ای داشته باشد
هفته دفاع مقدس فرصتی برای انتقال مفاهیم بهداری رزمی
نشست چالش های قیمت گذاری دارو برگزار می‌شود
دانش آموز بدون صبحانه مدرسه نرود/ میان وعده‌های سالم
وزیر بهداشت زنگ دبیرستان شهید آوینی را نواخت
۱۰ هزار نیروی پرستاری در بخش درمان استخدام می شوند
بازدید سرزده عین اللهی از بیمارستان شفا یحیاییان
۲۲ بیمار کرونایی در یک هفته گذشته فوت شدند
داروی ایرانی از طریق صادرات به دنیا معرفی می‌شود
ایران دارای قوی‌ترین نظام سلامت در منطقه است
ادعای دخالت وزارت بهداشت در انتخابات نظام پرستاری رد شد
اورژانس تهران در هفته گذشته ۲۰ هزار مأموریت انجام داد
جهان امروز با کمبود آب و غذای سالم مواجه است
تایید موفقیت نخستین واکسن ایرانی کرونا
