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.

PGS.TS Phạm Kim Ngọc: Từ học bổng L’Oréal-UNESCO đến bước tiến mới trong nghiên cứu chip cho AI
PGS.TS Phạm Kim Ngọc: Từ học bổng L’Oréal-UNESCO đến bước tiến mới trong nghiên cứu chip cho AI
(Ngày Nay) - Từ bài toán dữ liệu liên tục di chuyển giữa bộ xử lý và bộ nhớ, PGS.TS Phạm Kim Ngọc, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh, cùng nhóm nghiên cứu đang phát triển linh kiện trở nhớ có khả năng xử lý dữ liệu ngay trong bộ nhớ, hướng tới những phần cứng AI tốc độ cao và tiết kiệm năng lượng hơn.
Khi âm nhạc và bóng đá gặp nhau: Tùng Dương mở màn đêm lịch sử, tuyển Việt Nam bảo vệ ngôi vương ASEAN Cup
Khi âm nhạc và bóng đá gặp nhau: Tùng Dương mở màn đêm lịch sử, tuyển Việt Nam bảo vệ ngôi vương ASEAN Cup
(Ngày Nay) - Hơn 40.000 khán giả tại sân Mỹ Đình cùng hòa giọng với Tùng Dương trước giờ bóng lăn, rồi tiếp tục chứng kiến đội tuyển Việt Nam vượt qua Thái Lan để bảo vệ thành công chức vô địch ASEAN Cup 2026. Một đêm mà âm nhạc và bóng đá cùng gặp nhau trong sắc đỏ của niềm tự hào Việt Nam. 
Tỏa sáng tại chung kết Asean Cup 2026, Nguyễn Xuân Son được trao tặng JAECOO J5 EV Flagship
Tỏa sáng tại chung kết Asean Cup 2026, Nguyễn Xuân Son được trao tặng JAECOO J5 EV Flagship
(Ngày Nay) - Dấu ấn đầy cảm xúc của Nguyễn Xuân Son tại chung kết Asean Cup 2026 không chỉ góp phần tạo nên màn trình diễn đáng nhớ của Đội tuyển Việt Nam, mà còn một lần nữa cho thấy tinh thần thi đấu mạnh mẽ, quyết tâm và khát khao chinh phục của tiền đạo này. Để vinh danh nỗ lực đó, Tập đoàn Geleximco và thương hiệu Omoda & Jaecoo Việt Nam quyết định trao tặng Đại sứ thương hiệu Nguyễn Xuân Son phần thưởng 100 triệu đồng tiền mặt cùng một chiếc JAECOO J5 EV Flagship.
Trong kinh Vu lan, Đức Phật dạy ta báo hiếu như thế nào?
Trong kinh Vu lan, Đức Phật dạy ta báo hiếu như thế nào?
(Ngày Nay) - Báo hiếu không dừng ở việc phụng dưỡng vật chất hay tưởng nhớ cha mẹ trong một mùa lễ, mà cần được thực hiện bằng đời sống đạo đức, sự chăm sóc đúng lúc và khả năng giúp cha mẹ chuyển hóa thân tâm.
Mega livestream “Đón sóng Vân Đồn, săn tìm báu vật”: Bùng nổ tương tác, hàng trăm khách hàng để lại thông tin quan tâm dự án
Mega livestream “Đón sóng Vân Đồn, săn tìm báu vật”: Bùng nổ tương tác, hàng trăm khách hàng để lại thông tin quan tâm dự án
(Ngày Nay) -Phiên livestream “Đón sóng Vân Đồn, săn tìm báu vật” diễn ra trong 120 phút, thu hút hơn 2 vạn mắt xem cùng một thời điểm, hàng trăm khách hàng để lại thông tin tư vấn, quan tâm tới dự án căn hộ nghỉ dưỡng 5 sao bên vịnh biển Bái Tử Long thơ mộng.