همزاد‌های دیجیتال چطور به درمان بیماری‌ها کمک می‌کنند؟

به گزارش خبرگزاری علم و فناوری آنا، همزاد یا دوقلوی دیجیتال (Digital Twin) در واقع نمایش یا ماکتی دیجیتال از یک فرد، شیء، فرآیند یا خدمت است و می‌توان از این همزاد‌های دیجیتال به جای آزمایش انسان برای تشخیص درمان استفاده کرد. همزاد‌های دیجیتال مدل‌های محاسباتی اشیاء یا افراد هستند و با استفاده از داده‌های همتایان واقعی خود به‌روزرسانی می‌شوند.

در پزشکی، این به معنای ترکیب حجم وسیعی از داده‌ها در مورد عملکرد ژن‌ها، پروتئین‌ها، سلول‌ها و سیستم‌های کل بدن با داده‌های شخصی بیماران است تا مدل‌های مجازی از اندام‌های افراد و در نهایت از کل بدن آن‌ها به دست بیاید.

دانشمندان بر این باورند که طی پنج تا ۱۰ سال آینده، آزمایش‌های درون‌رایانه‌ای (in silico) که در آن از اندام‌های مجازی برای ارزیابی ایمنی و اثربخشی دارو‌ها استفاده می‌کنند، می‌تواند به یک روال عادی تبدیل شود.

پروفسور پیتر کاونی (Peter Coveney)، مدیر مرکز علوم محاسباتی در دانشگاه کالج لندن (College London) و یکی از نویسندگان کتاب «شمای مجازی» (Virtual You) می‌گوید: بسیاری از طبابت‌های امروز علمی نیستند؛ چراکه بر اساس نحوه رفتار با بیماران قبلی و شیوه‌های درمان قدیمی است. کاری که یک همزاد دیجیتال انجام می‌دهد این است که از داده‌های شما در مدلی استفاده می‌کند که عملکرد فیزیولوژی و آسیب‌شناسی شما را نشان می‌دهد و واقعاً شخصی‌سازی شده است.

کارولین رونی از دانشگاه کوئین مری (Queen Mary) لندن در کنفرانس دوقلوهای دیجیتال در انجمن سلطنتی پزشکی لندن به تازگی از تلاش‌هایی برای توسعه مدل‌های قلبی شخصی‌سازی‌شده خبر داد که در برنامه‌ریزی برای جراحی بیمارانِ مبتلا به نامنظمی ضربان قلب به جراحان کمک می‌کند.

انتظار می‌رود که بیماران سرطانی نیز از این موضوع بهره‌مند شوند. متخصصان هوش مصنوعی در شرکت داروسازی جی اس کی (GSK) با همکاری محققان سرطان در کینگز کالج لندن (King’s College London) با استفاده از تصاویر و داده‌های ژنتیکی و مولکولی و رشد سلول‌های سرطانی بیماران به صورت سه بعدی و آزمایش نحوه واکنش آنها به تومورها در تلاش هستند یک نسخه دیجیتال از تومورهای بیماران را بسازند.

با به‌کارگیری یادگیری ماشینی در این داده‌ها، دانشمندان می‌توانند پیش‌بینی کنند که واکنش بیماران به داروهای مختلف چگونه خواهد بود. انتظار می‌رود آزمایش‌های اثبات مفهومی در سال آینده آغاز شود. محققان حتی در حال توسعه دوقلوهای دیجیتال برای بارداری هستند که می‌تواند به تولید دارو برای شرایطی مانند نارسایی جفت و درک بهتر فرآیندهای فیزیولوژیکی در بارداری و زایمان کمک کند.