Nhà nghiên cứu Việt dùng AI giải mã “ngôn ngữ” vi khuẩn đường ruột

0:00 / 0:00
0:00
(Ngày Nay) - Theo ScienceDaily, trong một nghiên cứu đột phá, các nhà khoa học tại Nhật Bản đã ứng dụng trí tuệ nhân tạo (AI) tiên tiến để giải mã hệ sinh thái phức tạp của vi khuẩn đường ruột và các tín hiệu hóa học giữa chúng.
Nhà nghiên cứu Việt dùng AI giải mã “ngôn ngữ” vi khuẩn đường ruột

Nhóm nghiên cứu tại Đại học Tokyo đã phát triển một mạng nơ-ron Bayes mới có tên VBayesMM, giúp phát hiện các mối liên hệ sinh học thực sự thay vì những tương quan ngẫu nhiên. Hệ thống này đã vượt trội hơn các mô hình truyền thống trong các nghiên cứu về béo phì, rối loạn giấc ngủ và ung thư.

Vi khuẩn đường ruột đóng vai trò quan trọng đối với sức khỏe con người, ảnh hưởng đến tiêu hóa, miễn dịch và thậm chí cả tâm trạng. Cơ thể người chứa khoảng 30–40 nghìn tỷ tế bào người, trong khi riêng ruột đã có tới 100 nghìn tỷ tế bào vi khuẩn – nghĩa là chúng ta mang nhiều tế bào vi khuẩn hơn cả tế bào của chính mình. Những vi sinh vật này không chỉ tham gia vào quá trình tiêu hóa mà còn sản xuất và biến đổi hàng nghìn hợp chất nhỏ gọi là chất chuyển hóa (metabolite) – các “sứ giả hóa học” ảnh hưởng đến quá trình trao đổi chất, hệ miễn dịch và hoạt động của não.

Nhà nghiên cứu Tung Dang (Đặng Thanh Tùng) thuộc Phòng thí nghiệm Tsunoda, Khoa Khoa học Sinh học, Đại học Tokyo, cho biết: “Chúng ta mới chỉ bắt đầu hiểu được loại vi khuẩn nào tạo ra các chất chuyển hóa nào và các mối quan hệ này thay đổi ra sao trong các bệnh khác nhau. Nếu xác định chính xác bản đồ tương tác giữa vi khuẩn và hóa chất, chúng ta có thể phát triển các phương pháp điều trị cá thể hóa - chẳng hạn nuôi cấy một loại vi khuẩn nhất định để tạo ra chất có lợi cho sức khỏe, hoặc thiết kế liệu pháp điều chỉnh các chất đó để chữa bệnh”.

Vấn đề nằm ở quy mô dữ liệu khổng lồ: hàng nghìn loài vi khuẩn và hợp chất tương tác chằng chịt khiến việc tìm ra các mẫu hình ý nghĩa trở nên cực kỳ khó khăn. Để giải quyết, nhóm nghiên cứu đã dùng AI theo cách tiếp cận Bayes nhằm phát hiện nhóm vi khuẩn có ảnh hưởng thực sự đến từng loại chất chuyển hóa, đồng thời tính toán được mức độ chắc chắn của các dự đoán - giúp tránh kết luận sai lệch.

Ông Tùng cho biết thêm: “Khi thử nghiệm trên dữ liệu thực tế về rối loạn giấc ngủ, béo phì và ung thư, mô hình của chúng tôi liên tục cho kết quả chính xác hơn các phương pháp hiện có và xác định được các họ vi khuẩn phù hợp với các quá trình sinh học đã biết. Điều này mang lại niềm tin rằng hệ thống phát hiện được mối quan hệ sinh học thực sự chứ không phải các mẫu thống kê ngẫu nhiên”.

Khả năng định lượng mức độ không chắc chắn giúp VBayesMM cung cấp thông tin đáng tin cậy hơn cho giới khoa học. Tuy nhiên, việc phân tích bộ dữ liệu vi sinh khổng lồ vẫn tốn nhiều năng lực tính toán, dù chi phí này sẽ giảm khi công nghệ xử lý phát triển. Hệ thống hoạt động tốt nhất khi lượng dữ liệu vi khuẩn lớn hơn dữ liệu chất chuyển hóa; nếu ngược lại, độ chính xác sẽ giảm. Ngoài ra, VBayesMM hiện vẫn coi mỗi loài vi khuẩn như một thực thể độc lập, trong khi thực tế chúng tương tác phức tạp với nhau.

Nhóm nghiên cứu đang hướng tới việc mở rộng mô hình để xử lý các bộ dữ liệu hóa học toàn diện hơn, bao gồm cả hợp chất từ vi khuẩn, cơ thể người và chế độ ăn. Họ cũng muốn tích hợp “cây phả hệ” của các loài vi khuẩn nhằm cải thiện khả năng dự đoán và rút ngắn thời gian tính toán. Ông Tùng nói: “Mục tiêu cuối cùng là xác định các vi khuẩn cụ thể có thể trở thành mục tiêu điều trị hoặc can thiệp dinh dưỡng, từ đó chuyển bước từ nghiên cứu cơ bản sang ứng dụng lâm sàng”.

Với công cụ AI mới này, các nhà khoa học đang tiến gần hơn tới việc khai thác tiềm năng của hệ vi sinh đường ruột để phát triển y học cá thể hóa, mở ra hướng chăm sóc sức khỏe chính xác và hiệu quả hơn trong tương lai.

TP Hồ Chí Minh tìm động lực mới từ công nghiệp văn hóa
TP Hồ Chí Minh tìm động lực mới từ công nghiệp văn hóa
(Ngày Nay) - AI và chuyển đổi số đang mở ra cơ hội chưa từng có cho công nghiệp văn hóa Việt Nam. Nhưng cùng với khả năng lan tỏa sức mạnh mềm quốc gia là áp lực giữ gìn bản sắc, xây dựng môi trường văn hóa số lành mạnh và định hình hệ giá trị cho thế hệ công dân mới.
Bác sĩ khuyến cáo rủi ro từ trào lưu giảm cân trên mạng xã hội
Bác sĩ khuyến cáo rủi ro từ trào lưu giảm cân trên mạng xã hội
(Ngày Nay) - Nhiều người đang chạy theo các trào lưu giảm cân trên mạng xã hội như nhịn ăn, cắt tinh bột hay dùng sản phẩm không rõ nguồn gốc dẫn đến không ít trường hợp nhập viện vì suy kiệt và rối loạn chuyển hóa. Các bác sĩ cảnh báo, việc giảm cân nóng vội, cực đoan có thể gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe, thậm chí đe dọa tính mạng.
Hướng về nhân dân, lấy người dân làm trung tâm
Hướng về nhân dân, lấy người dân làm trung tâm
(Ngày Nay) - Đại hội đại biểu toàn quốc Mặt trận Tổ quốc (MTTQ) Việt Nam lần thứ XI (diễn ra từ 11-13/5/2026) đã nhận được nhiều ý kiến tâm huyết của các đại biểu đến từ các địa phương, khẳng định vai trò quan trọng của Mặt trận trong việc chăm lo an sinh xã hội, củng cố niềm tin của nhân dân và xây dựng khối đại đoàn kết trong điều kiện mới.
Đồng loạt triển khai chống hàng giả, xâm phạm sở hữu trí tuệ tại Thủ đô
Đồng loạt triển khai chống hàng giả, xâm phạm sở hữu trí tuệ tại Thủ đô
(Ngày Nay) - Thực hiện chỉ đạo của Bộ Công Thương, UBND Thành phố và Sở Công Thương Hà Nội về việc tăng cường kiểm tra, xử lý nghiêm các vụ việc xâm phạm quyền sở hữu trí tuệ theo Công điện số 38/CĐ-TTg ngày 5/5/2026 của Thủ tướng Chính phủ, lực lượng quản lý thị trường thành phố đang đồng loạt triển khai nhiều biện pháp đấu tranh, ngăn chặn.