חוקרים מאוניברסיטת דרום פלורידה משתמשים בבינה מלאכותית כדי לחולל מהפכה במעקב אחר יתושים כדי לסייע במאבק במלריה באפריקה. ריאן קרני, פרופסור לביולוגיה אינטגרטיבית, וסרירם צ'לפן, פרופסור במחלקה למדעי המחשב והנדסה, ישתפו פעולה עם צוות בין-תחומי של חוקרים כדי לקדם את חקר המלריה ולחקור פתרונות חדשניים למיקוד יתושים נגועים במלריה בזמן אמת.
הפרויקט הוא חלק ממאמץ בינלאומי הממומן על ידי מענק של 3.6 מיליון דולר מהמכון הלאומי לאלרגיה ומחלות זיהומיות, חלק מהמכונים הלאומיים לבריאות. הפרויקט, הידוע בשם EMERGENTS (הגברת מחקר אפידמיולוגיה של מלריה באמצעות גנומיקה ומערכות תרגומיות), יקים מרכז בינלאומי חדש למצוינות לחקר מלריה במערב-מרכז אפריקה, עם מומחיות במדינה בניגריה ובקמרון. לפי ארגון הבריאות העולמי, בשנת 2022, היו 249 מיליון מקרים חדשים של מלריה ברחבי העולם ו-608,000 גרמו למוות. אפריקה מושפעת באופן לא פרופורציונלי מהמחלה, ומהווה 95% ממקרי המוות ממלריה ב-2022 בעולם.
במהלך חמש השנים הקרובות, המרכז הבינלאומי יקדם אסטרטגיות מבוססות ראיות למיגור וחיסול מלריה, כולל הכשרת דור חדש של מדענים אפריקאים, הבנה טובה יותר של עמידות קוטלי חרקים וחקירת ההתרחבות הגיאוגרפית של אנופלס סטפניוקטור מלריה עירוני מסוכן שהחל לאחרונה לפלוש לאפריקה.
המידע שנאסף במרכז ישמש לניהול עולמי של מלריה. בעוד שהמוקד העיקרי של יוזמת EMERGENTS הוא אפריקה, לטכנולוגיה ולמתודולוגיות שפותחו באמצעות פרויקט זה יש השלכות משמעותיות על ארצות הברית. פלורידה, עם האקלים הנוח שלה ושיעור הנוסעים הבינלאומיים הגבוה שלה, נותרה נקודה קריטית לניטור מחלות הנישאות יתושים.
קרני ו-Chellapan יובילו את מאמצי המעקב אחר יתושים מונעי-תמונה של הפרויקט על ידי הכשרת מדענים מקומיים כיצד למנף את מדע האזרחים באמצעות mosquitodashboard.org, לוח מחוונים עולמי למעקב אחר יתושים שיצרו ב-2022 במימון הקרן הלאומית למדע. לוח המחוונים – נגיש אונליין – משלב מאות אלפי תצפיות יתושים מפלטפורמות שונות לתוך לוח מחוונים ופורטל נתונים אינטראקטיביים בזמן אמת, תוך שימוש בתמונות שאנשים מעלים מהסמארטפונים שלהם.
באמצעות כמה מאותם אלגוריתמים ייחודיים, Chellapan בודק מלכודת חכמה המאופשרת בבינה מלאכותית אשר תפתה, תלכוד ותנטר אנופלס סטפני. המטרה היא לפרוס אבות טיפוס מרובים של המלכודת החכמה המוגשת פטנט ברחבי מערב-מרכז אפריקה במהלך פרויקט זה כדי ללכוד ולהפוך באופן ספציפי את הזיהוי של אנופלס סטפני באופן מיידי.
אנחנו הצוות היחיד שאנחנו מכירים בעולם שיכול לאפשר בהצלחה סיווג מבוסס אנטומיה מתמונה אחת לזיהוי יתושים. האלגוריתם שלנו מזהה אוטומטית את הראש, בית החזה, הבטן והרגליים מתמונת יתוש, ואז הוא משתמש ברכיבים אנטומיים ספציפיים כדי לזהות את סוג היתוש – למשל, הכנף עבור אנופלס סטפני."
סרירם צ'לפן, פרופסור במחלקה למדעי המחשב והנדסה
לוח המחוונים והמלכודת החכמה הם כלים רבי עוצמה המספקים נתונים בזמן אמת לחוקרים ולצוותי הדברת יתושים לזיהוי מוקדם של יתושים פולשים ונושאים מחלות. הצלחת לוח המחוונים ומדע האזרח מתועדים במחקרים קודמים שפורסמו על ידי Carney ו-Chellapan.
בקמפיין קיים שהושק בשנת 2022 בשיתוף המרכז לבקרת מחלות ומניעתן, תהליך זה כבר בוצע בפיילוט באמצעות פעילויות מדעיות אזרחיות במדינות, כולל אתיופיה ומדגסקר. המימון הנוסף מפרויקט חדש זה יאפשר לקרני ולצ'לפן לחדד את האלגוריתמים שלהם ולהוסיף מינים נוספים לזיהוי אוטומטי, כשהיעד העיקרי הוא אנופלס סטפני.
"אנופלס סטפני הוא וקטור יעיל מאוד של מלריה, ומשהו שהתאים את עצמו לסביבה האנושית", אמר קרני. "לכן, הוא יכול לגרום למגיפות ענקיות חסרות תקדים במרכזים עירוניים, שכבר התחלנו לראות שמתחוללים באפריקה. פלורידה היא אפסית עבור מחלות הנישאות יתושים בארה"ב, ולמרות זאת אנופלס סטפני עדיין לא זוהה בבית, תשתית מדעי האזרח שלנו וטכנולוגיות זיהוי מינים מבטיחות שאנו מוכנים להילחם באיום הפוטנציאלי הזה".
ככל שהטכנולוגיה מתקדמת לאורך הפרויקט הזה, צ'לפאן מקווה שניתן למכור את המלכודות לאזרחים במחיר סביר כדי לשפר עוד יותר את המעקב והשליטה על יתושים בהובלת הקהילה בחו"ל ובמקום.
