به گزارش «فرهیختگان آنلاین»، دانشگاه کمبریج به‌عنوان یکی از مهم‌ترین دانشگاه‌های انگلیس و دنیا، در خلال شیوع ویروس کرونا همگام با دیگر دانشگاه‌های دنیا درکنار دیگر مطالعات خود در حوزه‌های دیگر، به تحقیق و مطالعه در این زمینه نیز پرداخت تا محققان و پژوهشگران آن بتوانند گرهی از این مشکل جهانی باز کنند. انگلیس یکی از کشورهای آسیب‌پذیر در دوران کرونا بوده و هنوز هم از کمبودهایی در زمینه بهداشتی رنج می‌برد. بسیاری از بیمارستان‌ها و مراکز درمانی این کشور با کمبود تجهیزات درمانی و پزشکی روبه‌رو بودند و انتقادهای زیادی در این برهه زمانی به مرکز خدمات درمانی انگلیس وارد شد. اما با تمام این اوصاف، محققان دانشگاه‌های این کشور تمام تلاش خود را می‌کنند تا بتوانند در ابعاد مختلف کووید-19 را مهار کرده و مانع  از گسترش بیشتر آن شوند.

 بهره‌برداری از هوش مصنوعی

 پژوهشگران دانشگاه کمبریج نوعی ابزار تشخیصی و پیش‌آگاهی کووید-19 بر پایه هوش مصنوعی ابداع کرده‌اند که در مقابله با ویروس کرونا بسیار موثر عمل می‌کند. این ابزار منبع باز هوش مصنوعی که ترکیبی از داده‌های به دست آمده از تصویربرداری از قفسه سینه و داده‌های بالینی است، در تشخیص سریع و کنترل بیماران مبتلابه کرونا در انگلیس به محققان کمک می‌کند. این ابزار هوش مصنوعی درواقع نوعی مدل پیشگراست که با سرعت و دقت بالا بیماری را تشخیص داده و اطلاعات به‌دست آمده را دراختیار پزشک قرار می‌دهد. تست‌های PCR درحال حاضر معمول‌ترین شیوه تست کرونا به شمار می‌رود اما این تست‌ها نیز تنها 70 درصد حساسیت و دقت داشته و تا 30 درصد احتمال خطا در آنها وجود دارد. این درحالی است که سی‌تی‌اسکن و اشعه‌ایکس هم یکی‌دیگر از راه‌های قابل‌اعتماد تشخیصی و کنترل اطلاعات است که می‌تواند داده‌های بالینی و تست‌های آزمایشگاهی را تکمیل کند.

تهیه سی‌تی‌اسکن فرآیند پیچیده‌ای است که باید توسط متخصص رادیولوژیست صورت گیرد. تشخیص سریع و دقیق بیماران به‌منظور محدود کردن شیوع بیماری، افزایش شانس بهبودی بیمار و نیاز به بستری در بخش مراقبت‌های ویژه یا استفاده از دستگاه تنفس مصنوعی برای بیمار، در کنترل این بیماری و جلوگیری از شیوع آن موثر است. هوش مصنوعی قابلیت واکنش سریع را در تصمیم‌گیری‌های بالینی ایجاد می‌کند و به این ترتیب، بیماران می‌توانند سریع‌تر به حمایت‌های درمانی دسترسی پیدا کنند و مراحل درمانی را با سرعت بالاتری پشت‌سر بگذارند که درنهایت، نتیجه درمان هم مطلوب‌تر خواهد بود. به‌عبارتی، استفاده از این ابزار هوش مصنوعی، تاثیر معناداری روی کیفیت مدیریت بیماران مبتلا به کووید-19 دارد. ابزارهای هوش مصنوعی مانند یادگیری عمیق، تصاویر سی‌تی‌اسکن قفسه سینه که از بیماران کرونایی گرفته می‌شود، به‌طور خودکار تجزیه و تحلیل می‌کنند و در ترکیب با داده‌های بالینی، به پزشکان در تصمیم‌گیری نسبت به انتخاب درمان مناسب کمک می‌کنند.

گروه پژوهشگران مرکز تصویربرداری ریاضیاتی کمبریج، این ابزار منبع باز هوش مصنوعی را ابداع کرده‌اند که دارای سیستمی انعطاف‌پذیر بوده و در تمام بیمارستان‌های دنیا هم قابلیت اجرا دارد. آنها با گردآوری داده‌هایی از استرالیا، چین، ایتالیا و انگلیس این سیستم را طراحی کرده‌اند. دراین ابزار هوشمند، مدل‌های ریاضیاتی نقش مهمی در بهبود مدل‌های پیشگو و پیش‌بینی‌کننده شیوع کرونا دارد. این ابزار جدید با استفاده از روش‌های یادگیری عمیق در کنار روش‌های تجزیه و تحلیل ریاضیاتی و آماری، از الگوریتمی جامع هم برخوردار است که امکان استفاده از داده‌ها را با انواعی از ویژگی‌ها در کشورهای مختلف فراهم می‌کند.

 مقابله با کووید-19 با مطالعات ویروسی

سارا کدی، از پژوهشگران دانشگاه کمبریج پیش از شیوع ویروس کرونا در جهان مطالعاتی را روی شمار انواع ویروس‌ها انجام داده بود. او در مطالعات خود به چگونگی تاثیر آنتی‌بادی‌ها روی خنثی کردن رتروویروس و ویروس آنفلوآنزا پرداخت تا از این طریق، به محققان کمک کند واکسن موثرتری را برای مقابله با ویروس‌ها بسازند. او نقش خود را در مطالعات پیرامون ویروس کرونا، نقشی پیشگیرانه می‌داند. این محقق دانشگاهی پیش از این تجربه مطالعه و آزمایش روی نمونه گرفته‌شده از بیماران مبتلا به ویروس را درخلال شیوع ویروس ابولا در سال 2015 در سیرالئون در کارنامه مطالعاتی خود دارد. او از زمانی که شیوع کووید-19 در انگلیس اعلام شد، به‌عنوان نیروی داوطلب به کمک محققان در آزمایشگاه بیمارستان آدن‌بروک پیوست و در قالب کاری گروهی به مطالعه روی توالی ژنوم‌های کامل ویروس بیماران پرداخت. با توالی‌هایی که کدی در تحقیقات خود به دست آورد، توانست درک بهتری از اجتماع ویروسی در محققان ایجاد کند که به روند تحقیقات روی ساخت واکسن کمک می‌کند.

تحقیقات این استاد و محقق دانشگاه کمبریج روی واکنش آنتی‌بادی‌ها به ویروس‌ها متمرکز است و این بدان‌معناست که مطالعات قبلی او در راستای همین ویروس جدید بوده و جهش بزرگی نیاز نبود تا بتواند از تحقیقات خود در زمینه ویروس کرونا هم استفاده کند. تنها باید مشخص کرد آنتی‌بادی‌هایی که ویژه کروناویروس در بدن ساخته می‌شوند، چگونه کار می‌کنند تا به این صورت واکنش ایده‌آل آنتی‌بادی‌ها را در واکنش به کووید-19 پیدا کنند. این یافته‌ها کمک ارزشمندی به محققان در فرآیند تولید واکسن و نیز شناسایی افراد مستعد به تکرار عفونت کرونا می‌کند. کدی به‌عنوان یک محقق و دامپزشک، مطالعات زیادی را درباره کرونا روی حیوانات انجام داده است. در این زمینه فرضیه‌ها و باورهای مختلفی وجود دارد و این محقق در هفته‌های اخیر مقاله‌های مختلفی پیرامون کرونا منتشر کرده و هنوز هم مدارکی وجود دارد که نشان می‌دهد انتقال ویروس کرونا از حیوان به انسان تقریبا صفر است. او به‌تازگی پروژه جدیدی از تست ویروس کرونا را روی حیوانات آغاز کرده است.

تولید واکسن‌های بی‌خطر و موثر یکی از چالش‌های امروز دانشمندان دنیاست تا بتوانند زودتر مردم دنیا را از این مشکل خلاص کنند. واکسن‌های مختلفی در مراکز تحقیقاتی و کشورهای مختلف در دست تولید است و حتی برخی از آنها تولید شده و مراحل تست را پشت‌سر می‌گذرانند اما هنوز تا موفقیت کامل راه درازی پیش‌رو داریم و هیچ‌کس از انتهای مسیر مطلع نیست. او همیشه در مطالعات خود به دنبال آن بوده که بیولوژی مولکولی را در ساختارهای پزشکی مشاهده کند؛ دقیقا اتفاقی که با شیوع کرونا رخ می‌دهد. ارتباط نزدیک بین مراکز و موسسات تحقیقاتی و بیمارستان‌ها و مراکز درمانی پدیده‌ای است که در زمان شیوع کرونا در جهان اتفاق افتاد و همکاری میان محققان و دانشمندان مراکز تحقیقاتی و پزشکان بیمارستان‌ها را برقرار کرد.

 به گفته کدی، تحقیقاتی که در مدت چند ماه روی ویروس‌ها در انگلیس صورت گرفته، توانایی و ظرفیت تست ویروس‌ها را در این کشور بالا برده است. شماری از دانشمندان کمک‌های داوطلبانه موثر و خوبی به تست‌های صورت‌گرفته در این زمینه کردند، بنابراین امید می‌رود سازماندهی‌ها در آینده با سرعت بیشتری پیش رود.

 تست 90 دقیقه‌ای کرونا

تجزیه و تحلیل‌های اولیه از تست‌های کرونا در یکی از بیمارستان‌های انگلیس نشان می‌دهد تست‌های سریع که در مدت زمان کوتاه‌تری وجود ویروس کرونا را در افراد تشخیص می‌دهد، به‌طور قابل‌توجهی زمانی را که در بخش‌های بیمارستانی روی بیماران مبتلا به کووید- 19 صرف می‌کنند، کاهش می‌دهد و علاوه‌بر اینکه زمان درمان کوتاه‌تر می‌شود، بیماران در مدت زمان کوتاه‌تری از بیمارستان ترخیص می‌شوند. پژوهشگران دانشگاه کمبریج دستگاهی موسوم به SAMBA II ابداع کرده‌اند که از قابلیت سریع تشخیص کووید-19 برخوردار است. به‌طور متوسط در تست‌های استاندارد کرونا از زمان انجام تست تا اعلام جواب نهایی، حدود 27 ساعت به طول می‌انجامد که زمانی طلایی برای شروع درمان بیماران و قرنطینه آنها به شمار می‌رود. آزاد بودن بیماران در این مدت زمان می‌تواند تبعات جبران‌ناپذیری را در پی داشته باشد و در این مدت شمار زیادی از افراد مبتلا شوند. اما دستگاه تشخیص سریع SAMBA II تنها در مدت 2.6 ساعت قادر است وجود ویروس را در بدن بیماران مشکوک به کرونا شناسایی کند. 

محققان براین باورند با توجه به نزدیک شدن به فصل پاییز و زمستان، شیوع بیماری‌های ویروسی دیگر مانند سرماخوردگی و آنفلوآنزا و کمبود ظرفیت بیمارستان‌ها، می‌توان با تست سریع، مانع از شیوع بیشتر این ویروس شد. بعد از ساخت دستگاه تست سریع SAMBA II، محققان انگلیسی دانشگاه کمبریج آن را به‌طور آزمایشی در بیمارستان آدن‌بروک که بخشی از همین دانشگاه هم به شمار می‌رود، مورد آزمایش قرار دادند. تست سریع ویروس SARS-CoV-2 در کاهش انتقال کووید-19 در بیمارستان‌ها اهمیت بالایی دارد و دسترسی به مراقبت‌های اورژانسی را تسریع کرده و با کاهش مدت روند درمان، باعث می‌شود بیماران در مدت کوتاه‌تر بهبود یافته و از بیمارستان ترخیص شوند. با چنین دستگاه‌هایی به‌طور قطع می‌توان تنها در چند ماه تفاوت‌های زیادی در کاهش چشمگیر کرونا ایجاد کرد. این دستگاه در بیمارستان‌ها، منازل مسکونی و زندان‌های انگلیس امکان استفاده دارد.

تجزیه و تحلیل تست‌های استاندارد معمولا در آزمایشگاه‌های مرکزی انجام می‌شوند و جمع‌بندی نتایج آزمایش حدودا دو روز یا بیشتر زمان می‌برد. اما دستگاه SAMBA قادر است تنها در 90 دقیقه نتیجه نهایی تست را مشخص کند. فرآیند شیمیایی‌ای که در پس این دستگاه به کار رفته، مانند فرآیندی است که در تشخیص ویروس HIV در آفریقا انجام می‌شود. این دستگاه‌ به‌دنبال ردی هرچند کوچک از کدهای ژنتیکی ویروس است و حساسیت بالایی به تعیین و تشخیص عفونت‌های فعال دارد. زمانی که نمونه‌های جمع‌آوری شده ترشحات بینی و حلق توسط سوآب برای تجزیه و تحلیل در این دستگاه قرار می‌گیرد، فرآیند به‌طور خودکار انجام می‌شود و در مدت زمان کمی هم نتیجه آن اعلام می‌شود. محققان دانشگاه کمبریج در نخستین فاز آزمایشی این دستگاه که روی 149 فرد داوطلب انجام شد، حساسیت و دقت آن را تا 96.9 درصد در تشخیص موارد مثبت و مبتلا به کووید-19 اعلام کردند. دقت این دستگاه در شناسایی موارد منفی نیز در مقایسه با تست‌های استاندارد کرونا 99.1 درصد است. از زمانی که محققان از دستگاه SAMBA برای تشخیص سریع کرونا استفاده کرده‌اند، مدت زمان حضور بیماران در اتاق‌های ایزوله و حالت قرنطینه از 30.8 درصد به 21.2 درصد کاهش یافته است.

 * مترجم: ندا اظهری