التوائم الرقمية كلمة السر.. رؤى جديدة حول القلب

ولأول مرة، نجح باحثون في إنشاء أكثر من 3800 قلب رقمي دقيق تشريحيا للتحقيق في كيفية تأثير عوامل العمر والجنس ونمط الحياة على أمراض القلب والوظيفة الكهربائية.

ساعد إنشاء "التوائم الرقمية" للقلب على هذا النطاق العلماء على اكتشاف أن العمر والسمنة يسببان تغييرات في الخصائص الكهربائية للقلب، وهو ما قد يفسر سبب ارتباط هذه العوامل بارتفاع خطر الإصابة بأمراض القلب.

وتُظهر النتائج، التي نُشرت في مجلة Nature Cardiovascular Research، الفرص التي توفرها التوائم الرقمية القلبية على نطاق واسع لفهم تأثير نمط الحياة على صحة القلب ووظيفته بشكل أفضل عبر مختلف السكان.

وبمساعدة التوائم القلبية الرقمية، وجد الباحثون أيضًا أن الاختلافات في قراءات تخطيط القلب (ECG) بين الرجال والنساء ترجع في المقام الأول إلى الاختلافات في حجم القلب، وليس إلى كيفية توصيل القلب للإشارات الكهربائية.

يمكن أن تساعد هذه الرؤى الأطباء على تحسين العلاجات، مثل تصميم إعدادات أجهزة القلب للرجال والنساء أو تحديد أهداف دوائية جديدة لمجموعات محددة.

ويأمل الباحثون أن يؤدي هذا الفهم العميق للقلب في مجموعات مختلفة إلى رعاية وعلاج أكثر تخصيصًا لأولئك الذين يعانون من أمراض القلب.

التوائم القلبية الرقمية

أُنشئت التوائم القلبية الرقمية باستخدام بيانات مرضى حقيقية وقراءات تخطيط كهربية القلب من البنك الحيوي البريطاني ومجموعة من مرضى القلب.

تعمل هذه التوائم كنسخة رقمية من قلب المريض، ويمكن استخدامها لاستكشاف وظائف القلب التي يصعب قياسها مباشرةً.

ساعدت التطورات الأخيرة في مجال التعلم الآلي والذكاء الاصطناعي الباحثين في إنشاء هذا الحجم من التوائم الرقمية، مما أدى إلى تقليل بعض المهام اليدوية والسماح ببنائها بشكل أسرع.

بشكل عام، التوأم الرقمي هو نموذج حاسوبي يحاكي كائنًا أو عملية في العالم المادي.

قد يكون تصنيعه مكلفًا ويستغرق وقتًا طويلًا، ولكنه يوفر رؤى جديدة حول سلوك النظام المادي الحالي أو المحتمل.

عند تطبيقه على الرعاية الصحية، يمكن للتوأم الرقمي التنبؤ بكيفية تطور مرض المريض وكيفية استجابة المرضى للعلاجات المختلفة.

وقال البروفيسور ستيفن نيدرير، المؤلف الرئيسي: "يظهر بحثنا أن إمكانات التوائم الرقمية للقلب تتجاوز التشخيص".

وأضاف أنه "من خلال محاكاة قلوب الناس من مختلف الفئات السكانية، أثبتنا أن التوائم الرقمية يمكن أن توفر لنا رؤى أعمق حول الأشخاص المعرضين لخطر الإصابة بأمراض القلب، كما توضح كيف يمكن لنمط الحياة والجنس أن يؤثرا على وظائف القلب".

قال البروفيسور بابلو لاماتا، مؤلف التقرير: "ستساعد هذه الرؤى في تحسين العلاجات وتحديد أهداف دوائية جديدة، ومن خلال تطوير هذه التقنية على نطاق واسع، يمهد هذا البحث الطريق لاستخدامها في دراسات سكانية واسعة النطاق، وهذا قد يؤدي إلى علاجات شخصية واستراتيجيات وقائية أفضل، مما يُحدث في نهاية المطاف تحولاً في فهمنا لأمراض القلب وعلاجها".

قال الدكتور شوانج تشيان، المؤلف الرئيسي: "إن نماذج القلب الرقمية التي بنيناها تُرسي الأساس للخطوة التالية في بحثنا، وهي ربط وظيفة القلب بجيناتنا، وهذا من شأنه أن يساعدنا على فهم كيفية تأثير الاختلافات الجينية على وظيفة القلب بطريقة لم يسبق لها مثيل من قبل، وهذا من شأنه أن يؤدي إلى توفير رعاية أكثر دقة وشخصية للمرضى في المستقبل".