الذكاء الاصطناعي يخلق خريطة ثلاثية الأبعاد غير مسبوقة للدماغ البشري

طور باحثون من كلية لندن الجامعية (UCL) أطلسًا دماغيًا جديدًا مدعومًا بالذكاء الاصطناعي يُعرف باسم NextBrain، يُتيح للعلماء رؤية الدماغ البشري بتفاصيل دقيقة لم تكن ممكنة سابقًا، ويُمكّنهم من التعرف على مئات المناطق الصغيرة التي كانت غامضة في صور الرنين المغناطيسي التقليدية. 

ويعتمد الأطلس على دمج بيانات من آلاف الشرائح المجهرية لأدمغة بشرية بعد الوفاة مع تقنيات متقدمة للذكاء الاصطناعي لرسم 333 منطقة دماغية في نموذج ثلاثي الأبعاد تفاعلي.

أطلس دماغي

يُعدّ NextBrain نموذجًا تفاعليًا ثلاثي الأبعاد أو مجموعة من الرسوم البيانية التي تحدد البنى الدماغية الدقيقة، وقد خضع لاختبارات على آلاف صور الرنين المغناطيسي، حيث أظهر قدرة فائقة على تحديد البُنى الدقيقة بسرعة ودقة متفوقة على الأدوات التقليدية. 

ويأمل العلماء أن يساهم الأطلس في تسريع الأبحاث المتعلقة بالشيخوخة، والأمراض العصبية التنكسية، وتطور الدماغ، مما يمهّد الطريق لتشخيص مبكر عالي الدقة، وتطوير علاجات أكثر فعالية.

استخدامات عملية

يستطيع NextBrain تحليل صور الرنين المغناطيسي للأشخاص الأحياء في دقائق، وهو ما كان مستحيلًا قبل ذلك، إذ تتيح الخرائط التقليدية تمييز البنى الكبرى فقط، مثل قرن آمون المسؤول عن الذاكرة والتعلّم، فيما كانت الأجزاء الدقيقة داخله شبه مستعصية على التحديد. 

ويساعد هذا التمييز على دراسة تأثير الأمراض العصبية مثل الزهايمر على مناطق الدماغ الدقيقة، ويتيح فهمًا أعمق لتغيرات الدماغ خلال النمو والشيخوخة والمرض.

تطوير الأطلس

استغرق بناء الأطلس ست سنوات، حيث استخدم الباحثون أنسجة دماغية من خمسة متبرعين بعد الوفاة، وقاموا بتقطيع كل دماغ إلى 10 آلاف شريحة ملونة لتحديد البنى المختلفة، ثم صوروها بالمجهر وأعادوا تجميعها في نموذج رقمي ثلاثي الأبعاد. 

وأجرى الفريق فحوصات رنين مغناطيسي قبل تقطيع الأدمغة لضمان الدقة، واستخدم الذكاء الاصطناعي لمطابقة صور المجهر مع صور الرنين، ووضع تسميات على 333 منطقة دماغية لتسريع العملية بشكل كبير مقارنة بالعمل اليدوي التقليدي.

ويقول الدكتور Juan Eugenio Iglesias، الباحث الرئيسي في قسم الفيزياء الطبية والهندسة الحيوية في UCL: “يمثل NextBrain ثمرة سنوات من الجهود لسد الفجوة بين التصوير المجهري وتقنيات الرنين المغناطيسي، وهو يفتح آفاقًا جديدة لدراسة الأمراض العصبية التنكسية والشيخوخة”.

اختبارات دقيقة

خضع الأطلس لاختبارات على آلاف صور الرنين المغناطيسي، حيث أظهر قدرة مذهلة على تحديد المناطق الدماغية بدقة عالية، حتى في الأجزاء الفرعية الصغيرة من قرن آمون. 

كما أتيح تحليل أكثر من 3 آلاف صورة MRI لأشخاص أحياء، ما ساعد الباحثين على دراسة التغيّرات في حجم الدماغ مع التقدّم في العمر بمستوى دقة لم يكن ممكنًا سابقًا.

وتقول الدكتورة Zane Jaunmuktane من معهد كوين سكوير لعلم الأعصاب: “هدفنا هو تمكين الباحثين من تحديد مئات المناطق الدماغية بسرعة ودقة عالية، ومراقبة العلامات الأولية للأمراض العصبية قبل ظهور الأعراض، مما يعزز فهم تطور هذه الأمراض وتطوير طرق علاجية ووقائية فعّالة”، ويعد الأطلس متاحًا حاليًا مجانًا للباحثين، ما يجعله أداة عالمية لدعم التقدم العلمي في علم الأعصاب.