ميكروبيوم دستگاه گوارش شاخصي از سن فرد است
پژوهشگران در يك استارتاپ هوش مصنوعي الگوريتمي را توسعه داده‌اند كه در پيش‌بيني سن فرد بسيار خوب عمل مي‌كند و تنها اطلاعاتي كه براي آن لازم دارند چيزي است كه در اعماق دستگاه گوارش فرد پنهان شده است.
روده‌ي انسان منزل ميلياردها باكتري است كه از ۵۰۰-۳۰۰ سويه‌ي مختلف هستند و در حدود دو ميليون ژن با خود دارند؛ چيزي كه در مجموع به آن ميكروبيوم روده گفته مي‌شود. درحالي‌كه مي‌توان گفت اين موجودات زنده بخش مهمي از بقاي ما هستند، ما هنوز نمي‌دانيم كه ميكروبيوم سالم روده بايد به چه شكلي باشد يا اينكه به چه صورت طي زمان تغيير مي‌كند.
پژوهش جديدي كه اخيرا منتشر شده، نشان مي‌دهد كه روده‌ي انسان همچون يك ساعت زيستي عمل مي‌كند و قادر است تا حدوي سن فرد را نشان دهد. نويسندگان در مقاله‌ي خود نوشتند:
طبق دانش ما، روش ما نخستين روش براي پيش‌بيني سن تقويمي فرد با استفاده از پروفايل فراواني ميكروبيوم روده‌ي او است.
ما مي‌دانيم كه روده‌ي نوزاد تازه تولد يافته با گذشت زمان در چند مرحله دچار تغيير مي‌شود، اما پژوهشگران درمورد اينكه آيا ميكروبيوم معمول روده‌ي يك فرد بالغ با گذشت زمان تغيير مي‌كند يا اينكه در تمام دوراني كه او به‌عنوان يك فرد بالغ زندگي مي‌كند، به همان شكل مي‌ماند، آگاهي كاملي ندارند. اين مساله كه فرايند پير شدن منجر به تغييرات تدريجي و زيان‌باري در روده شود، به‌انديشه متخصصين منطقي است اما تاكنون علم در اين زمينه نتيجه‌اي حاصل نكرده و هرگونه پيش‌بيني سن براساس اين اطلاعات عمدتا مبهم بوده است.
پيش‌بيني‌هاي جديد بسيار دقيق‌تر هستند. پژوهشگران استارتاپ هوش مصنوعي اين‌سيليكو مديسين براي مطالعه اينكه چگونه ميكروبيوم طي زمان دچار تغيير مي‌شود، تعداد ۳۶۶۳ نمونه از باكتري‌هاي روده‌ي ۱۱۶۵ فرد سالم را مورد مطالعه قرار دادند. در اين مطالعه از اطلاعات افرادي در محدوده‌ي سني ۹۰-۲۰ سال، استفاده شد كه حدود يك‌سوم از داده‌ها مربوط به گروه سني ۳۹-۲۰ سال، يك‌سوم متعلق به گروه سني ۵۹-۴۰ و حدود يك‌سوم نيز متعلق به گروه سني ۹۰-۶۰ سال بودند.
اين گروه پژوهشي روي ۹۰ درصد از اين داده‌ها، يك شبكه‌ي عصبي عميق را توسعه دادند تا ببينند كه آيا اين نوع از يادگيري ماشين مي‌تواند سن يك فرد را بر اساس ميكروبيوم روده‌ي او پيش‌بيني كند يا خير. وقتي بخش يادگيري تكميل شد، الگوريتم مورد آزمون قرار گرفت و سن ده درصد باقي‌مانده پيش‌بيني شد. نتايج نشان مي‌داد كه اين برنامه قادر به پيش‌بيني سن فرد با خطايي درحدود چهار سال بود. علاوه بر اين، اين الگوريتم از ميان ۹۵ گونه‌ي باكتري، ۳۹ گونه از باكتري‌هاي روده را كه در پيش‌بيني سن فرد بيشتري نقش داشتند، مشخص كرد. موضوع عجيب اين است كه به‌انديشه متخصصين نمي‌رسيد سن يك فرد با تعداد باكتري‌هاي مضر يا مفيد حاضر در روده ارتباطي داشته باشد. به‌عنوان مثال عفونت كامپيلوباكتر كه توسط كامپيلوباكتر ژوژني ايجاد مي‌شود، بيشتر روي كودكان تاثيرگذار است و ظاهرا افراد مسن مي‌توانند با اين اشكال مبارزه كنند. نويسندگان توضيح مي‌دهند:
افراد مسن‌تر داراي محتوي كمتري از اين باكتري هستند، از آنجايي كه آن‌ها احتمالا كه خاطره‌ي مواجهه‌ي گذشته با كامپيلوباكتر ژوژني را با خود دارند و مي‌توانند به‌طور موثري مانع از تكثير آن شوند. افراد جوان‌تر داراي توانايي مقابله با كامپيلوباكتر ژوژني نيستند و اين باكتري فرصتي براي تكثير در بدن آن‌ها پيدا مي‌كند.
البته اين كلني‌هاي باكتريايي با خواب، رژيم غذايي و ورزش دچار تغيير مي‌شوند، بنابراين دشوار است كه بگوييم آيا تغييرات ميكروبيوم در افراد مسن شاخصي از پير شدن است يا اينكه نشان‌دهنده‌ي تغيير در رژيم غذايي و سبك زندگي در پنجاه سال گذشته‌اند. اگر ما مي‌خواهيم دانش ما از پير شدن انسان و ارتباط آن با ميكوربيوم روده بيشتر شود، بايد مطالعات بيشتري روي اين ۳۹ گونه از باكتري‌ها انجام دهيم. نويسندگان اميدوارند كه اگر روش آن‌ها تاييد شود، اين امر بتواند تصوير دقيق‌تري از سن بيولوژيكي حقيقي يك فرد مهيا كند و منجر به پيشرفت در پزشكي شخصي شود.
هم انديشي ها