نموذج جديد لحفظ البيانات يتنبأ بدقة باستجابات نسبة السكر في الدم الفردية

نموذج جديد لحفظ البيانات يتنبأ بدقة باستجابات نسبة السكر في الدم الفردية

عندما تأكل وجبة خفيفة، مثل كرات اللحم أو المارشميلو، كيف تؤثر على نسبة السكر في الدم؟ إنه سؤال صعب بشكل مدهش: تختلف استجابة نسبة السكر في الدم في الجسم للأطعمة المختلفة اعتمادًا على الوراثة الفردية، والميكروبيوم، والتقلبات الهرمونية، وأكثر من ذلك. ولهذا السبب، فإن تقديم المشورة الغذائية الشخصية القادرة على إدارة مرض السكري والسمنة وأمراض القلب والأوعية الدموية، من بين أمور أخرى، يتطلب اختبارات مكلفة ومتطفلة، مما يجعل من الصعب تقديم رعاية فعالة على نطاق واسع.

في ورقة فيمجلة علوم وتكنولوجيا مرض السكرييقدم الباحثون في معهد ستيفنز للتكنولوجيا نهجًا جديدًا: نموذج توفير نموذجي يمكنه التنبؤ بدقة باستجابات نسبة السكر في الدم الفردية دون الحاجة إلى سحب الدم أو عينات البراز أو غيرها من الاختبارات غير السارة. مفتاح نهجهم؟ تتبع ما يأكله الناس في الواقع.

قد يبدو الأمر واضحا، ولكن حتى الآن ركزت معظم الأبحاث على المغذيات الكبيرة مثل جرامات الكربوهيدرات بدلا من الأطعمة المحددة التي يتناولها الناس. لقد أظهرنا أنه من خلال تحليل أنواع الأغذية، من الممكن إجراء تنبؤات دقيقة للغاية باستخدام بيانات أقل بكثير. "

الدكتورة سامانثا كلاينبرج، أستاذ كرسي الألوان في علوم الكمبيوتر

قام فريق الدكتور كلاينبيرج بفحص مجموعتين من البيانات التي تضمنت مذكرات غذائية مفصلة وبيانات مراقبة مستمرة للجلوكوز لما يقرب من 500 شخص مصاب بالسكري (في كل من الولايات المتحدة والصين). باستخدام قواعد البيانات الغذائية الموجودة وChatgpt، قاموا بتصنيف كل وجبة حسب محتوى المغذيات الكبيرة واستخدموا أيضًا بنية الأطعمة (على سبيل المثال، اللحوم أكثر تشابهًا مع الجبن) حتى يتمكنوا من التمييز بين الأطعمة المكافئة من الناحية الغذائية.

من خلال تدريب خوارزمية باستخدام البيانات الغذائية وخصائص الغذاء، بالإضافة إلى بعض التفاصيل الديموغرافية، تمكن الفريق من التنبؤ باستجابة كل شخص لنسبة السكر في الدم لكل طعام بنفس مستويات الدقة تقريبًا في الدراسات السابقة التي تضمنت بيانات ميكروبيومية مفصلة ومعلومات محسوبة أخرى.

"ما زلنا لا نعرفلماذايقول الدكتور كلاينبيرج: "إن تضمين الخصائص الغذائية يحدث فرقًا كبيرًا". من الممكن أن تكون المعلومات الغذائية بمثابة وكيل للمغذيات الدقيقة التي تحرك استجابات نسبة السكر في الدم، أو أن الخصائص الفيزيائية لبعض الأطعمة تجعل الناس يأكلونها بشكل مختلف أو يهضمونها بشكل مختلف.

ومن خلال التركيز على أنواع الطعام، تمكن الفريق أيضًا من فحص الاختلافات الفردية في استجابات نسبة السكر في الدم. يوضح الدكتور كلاينبيرج: "نظرًا لأن الناس يتناولون نفس الوجبات مرارًا وتكرارًا، فإن البيانات تمنحنا رؤية حول كيفية تغير الاستجابات الفردية لأطعمة معينة بمرور الوقت". وجد الفريق أن إدراج بيانات عن دورات الحيض في نموذجهم يمثل الكثير من الاختلافات داخل المشاركين، مما يشير إلى أن تغير مستويات الهرمون يمكن أن يلعب دورًا مهمًا في التوسط في الاستجابات الفردية لنسبة السكر في الدم.

يتنبأ نموذج الفريق أيضًا بدقة باستجابة نسبة السكر في الدم لكل من سكان الولايات المتحدة والصين، وهو اكتشاف مهم لأن النماذج القائمة على الميكروبيوم غالبًا ما تكافح من أجل إنتاج نتائج دقيقة في سياقات ثقافية مختلفة. يوضح الدكتور كلاينبيرج: "لا نحتاج إلى بيانات حول مجموعة سكانية معينة في منطقة معينة لإجراء التنبؤات".

كما أن النموذج الجديد قوي بما يكفي للتنبؤ باستجابات نسبة السكر في الدم لدى الشخص بناءً على البيانات الديموغرافية دون الحاجة إلى تدريب مخصص على سجلات الطعام أو البيانات الشخصية الأخرى. ونتيجة لذلك، يمكن للأطباء تغذية النموذج لتقديم المشورة الغذائية خلال الاجتماع الأولي مع المريض، دون الحاجة إلى بروتوكولات غذائية شاقة أو اختبارات تدخلية. يوضح الدكتور كلاينبرغ: "يمكننا تقديم توصيات أفضل إذا كان لدينا المزيد من البيانات، ولكن يمكننا الحصول على نتائج جيدة جدًا بدون معلومات شخصية". "وهذا يعني أنه يمكننا تقديم نصائح مفيدة للمرضى على الفور - ونأمل أن يحفزهم ذلك على الاستمرار".

بعد ذلك، يخطط الفريق لتحسين نموذجهم باستخدام مجموعات بيانات أكبر وفحص ما إذا كانت إضافة بيانات الميكروبيوم تزيد من دقة نموذجهم. يقول الدكتور كلاينبيرج: "هذا هو السؤال الكبير، لأنه إذا كانت المعلومات الغذائية وحدها تعطينا كل ما نحتاجه، فقد لا تكون هناك حاجة لجمع عينات من البراز أو إجراء اختبارات أخرى". "وهذا يمكن أن يجعل التغذية الشخصية ميسورة التكلفة ومتاحة للجميع."

مصادر: