بدن شما بر اساس یک ساعت درونی که به عنوان ریتم شبانه روزی شناخته شده است، کار می‌کند. وقتی همه چیز در جهت کار است، زمان روی ساعت درونی شما تا حد زیادی با ساعت روی دستتان هماهنگ می شود. اما زمانی که چیزی تغییر می کند، مثلا به خارج از کشور سفر می کنید، تمام شب را بچه تازه متولدشده بیدار می مانید، یا یک کار شیفت شبمی یابید، این ساعت ها نمی توانند با هم هماهنگ بشوند، که می تواند موجب چندین مشکل بشود. یک تکنولوژی جدید علمی به پزشکان اجازه می دهد که ببینند ساعت درونی دقیقا چقدر خارج از بازه زمانی است که باید باشد، و فقط چند آزمایش خون ساده برای این کار لازم است.
تیک تاک روی ساعت، بدن شما متوقف نمی شود
هر چه بیشتر درباره ساعت شبانه روزی اطلاعات بدست می آوریم، اهمیت آن را درباره هر کاری که می کنیم، بهتر درک می کنیم. ساعت درونی شما به شما دیکته می کند که چه زمانی بخوابید، چه زمانی بیدار شوید، چه زمانی گرسنه شوید، چه زمانی به حمام بروید، چه زمانی عضلات تان بهترین عملکردشان را داشته باشند و چه زمانی غذاها و داروهای تان روی بدن تان اثر بگذارند. تحقیقات ساعت شبانه روزی یک فرد را به خطر دیابت، بیماری های قلبی عروقی و بیماری های عصبی مانند بیماری پارکینسون و بیماری هانتینگتون مرتبط کرده اند.
بنا به این دلایل، دانستن زمان روی ساعت بدن تان می تواند به اندازه دانستن فشار خون و میزان کلسترول تان اهمیت داشته باشد. دکترها نه تنها می توانند از این موضوع استفاده کنند تا خطر بیماری های مختلف را در شما بررسی کنند، بلکه می توانند برای زمان بندی داروهای شما از آن استفاده کنند تا در بهترین زمان ممکن و با کمترین سطح از داروی لازم درمان شوید. خواندن ساعت شبانه روزی ممکن است سخت تر از گفتنش باشد. یک راهی که وجود دارد این است که هر ساعت به ساعت خون گرفته شود تا سطح ملاتونین بررسی شود. که راه خیلی خوبی نیست!
خوشبختانه، ملاتونین تنها چیزی نیست که بتواند به محققین بگوید در بدن شما ساعت چند است. همانطور که زیست شناس محاسباتی، روزمی براون می نویسد:
به لطف چندین ژن زمان، تمام سلول های بدن شما زمان را نگه می دارند (یک واقعیت بسیار تازه، که سال گذشته به افرادی که موجب کشف آن شدند جایزه نوبل اختصاص داده شد). این ژن ها عملکرد ژن های دیگر را تنظیم می کنند. تا ۴۳ درصد از ژن های شما بر اساس ساعت شبانه روزی کار می کنند. چه می شود اگر به آن ژن ها نگاه کنید تا بدانید در بدن شما ساعت چند بوده؟
این دقیقا چیزی است که براون و همکارانش تصمیم به انجام آن دارند.
بیدار شوید و بوی توضیحات ژن را بشنوید
براون، همراه با داروهای خواب و متخصصین زیست شناسی ساعت شبانه روزی، فیلیس زی و راوی آلادا، با استفاده از یادگیری دستگاه، این تجربه را به دست آوردند. اولا، الگوریتم خود را با مقدار زیادی داده ها آموزش دادند: ده ها هزار اندازه گیری هر دو ساعت از داوطلبان، به علاوه اندازه گیری های مشابه از سه مطالعه موجود. الگوریتم آنها از طریق این داده ها ژن هایی که بهترین زمان روز را پیش بینی می کنند پیدا کرد، و در نهایت، ۴۱ ژن را شناسایی کرد.
محققان، زمانی که فهمیدند که کدام ژن ها چه کاری در زمان های مختلف روز انجام دادند، این روش را تغییر دادند: آنها داده های الگوریتم را از یک زیر مجموعه نمونه اصلی خود تغذیه کردند و زمان آن را از روی تک تک ژن ها پیش بینی کردند. در نهایت، الگوریتم آموخت که چگونه از یک ترکیب ژن زمان را بگوید، و آن را با سطح بی سابقه ای از دقت انجام داد. TimeSignature، به عنوان یک الگوریتم جدید نامیده شده، که می تواند زمان درونی فرد را در عرض ۹۰ دقیقه تشخیص بدهد.
