اختبار دم يعتمد على الذكاء الاصطناعي للكشف عن علامات الشيخوخة في الجسم

طرق قياس نشاط الجسم ومؤشرات الأيض وتأثيرها على الشيخوخة

نجح فريق بحث من فيينا وجامعة نانكاي في دمج علم الأيض المتقدم مع تقنيات الذكاء الاصطناعي لقياس علامات الشيخوخة في الدم عبر مؤشرات مركبة ترتبط بالنشاط البدني والقدرات الحركية.

ابتكر الباحثون مؤشر نشاط الجسم (BAI) باستخدام تحليل ارتباط قياسي لنتائج اختبارات المسافة في المشي، والنهوض من الكرسي، وقوة قبضة اليد، والتوازن، ليكوّن مقياسًا مركبًا يعكس القدرة على التحمل والقوة والتناسق في إطار واحد.

استخلص الباحثون مؤشرًا أيضيًا من تركيزات الدم لـ 35 مُستَقلبًا جزيئيًا صغيرًا في 263 عينة من كبار السن، وأظهرت النتائج أن هذا المؤشر يعكس المصفوفة الجزيئية المرتبطة باللياقة البدنية.

أظهرت نتائج تحليل البيانات أن المؤشرين يعكسان بوضوح البصمة الجزيئية في الدم المرتبطة بقياس اللياقة البدنية المركب.

درّب الباحثون خمسة نماذج تعلم آلي مختلفة بدءًا من أساليب إحصائية بسيطة، وضبط كل نموذج عبر تحقق متبادل مزدوج واختبار على بيانات مستقلة لضمان أداء قوي.

حققت طريقتا قياس النشاط دقة عالية في التمييز بين المشاركين النشطين والأقل نشاطًا، حيث تفوقت أكثر من 91% من المشاركين في التحديد.

برزت ثمانية مستقلبات باستمرار كإشارات للنشاط، وهي الأسبارتات، البرولين، الفركتوز، حمض الماليك، البيروفات، الفالين، الستيرات، والأورنيثين، وكان الأسبارتات أعلى بواقع ضعفين إلى ثلاثة أضعاف بين المجموعتين.

استخدم الفريق أداة COVRECON لتحديد الروابط الأنزيمية الأكثر تغيرًا بين المجموعات النشطة وتلك الأقل نشاطًا، فظهر إنزان ناقلة أمين الأسبارتات (AST) وناقلة أمين الألانين (ALT) كعلامات قياس حيوية في اختبارات الكبد، لكنها هنا تعكس كيف يتأثر الأيض بالنشاط.

سجلت فحوص الدم الروتينية خلال فترة الدراسة التي امتدت ستة أشهر تقلبات أكبر في مستويات AST وALT لدى المشاركين النشطين مقارنة بنظرائهم الأقل نشاطًا، ما يشير إلى مرونة أيضية أعلى في وظائف الكبد والعضلات.

تشير نتائج الدراسة إلى أن الأسبارتات ليس مجرد وسيط أيضي بل يشارك في نقلات عصبية تدعم التعلم والذاكرة عبر مستقبلات NMDA، ما يربط بين اللياقة البدنية والصحة الإدراكية.

بتثبيت أن النشاط البدني يغيّر ديناميكيات أيض الأسبارتات، تؤكد النتائج وجود رابط جزيئي بين صحة العضلات والكبد ومرونة الدماغ، وهو ما قد يجعل النشاط البدني يساعد في حماية الدماغ من الخرف من خلال تغييرات قابلة للقياس في مسارات إشارات قائمة على الأحماض الأمينية.

لا يقتصر أثر النشاط على الحفاظ على القوة فحسب بل يعيد تنظيم الأيض على المستوى الجزيئي، ومع فهم هذه التغيرات يمكن تتبع وتوجيه تقدم الشخص في العمر.