کشف «اسپرم‌های پنهان» در مردان نابارور؛ سیستم «استار» چگونه زنان را باردار می‌کند؟

راز بقا: یک فناوری جدید مبتنی بر هوش مصنوعی توانسته است سلول‌های اسپرم را در بدن مردانی پیدا کند که پیش‌تر گفته می‌شد هیچ اسپرمی ندارند؛ پیشرفتی که به زوج‌هایی که سال‌ها برای فرزندآوری تلاش کرده‌اند، امید تازه‌ای می‌دهد.

به گزارش راز بقا به نقل از یورونیوز، در اوایل نوامبر ۲۰۲۵، «پنلوپه» هنگام بازگشت از محل کار خود در ایالت نیوجرسی آمریکا تماسی دریافت کرد که مدت‌ها در انتظارش بود. پزشکش خبر داد که پس از دو سال و نیم تلاش طاقت‌فرسا، او سرانجام باردار شده است.

پس از انجام آزمایش‌های متعدد، پنلوپه و همسرش «ساموئل» متوجه شدند که او به «سندرم کلاین‌فلتر» مبتلاست؛ یک اختلال ژنتیکی در مردان که با وجود یک کروموزوم X اضافی مشخص می‌شود و معمولا تا بزرگسالی تشخیص داده نمی‌شود. بیشتر افراد مبتلا به این سندرم، در مایع منی خود اسپرم بسیار کمی تولید می‌کنند یا اصلا اسپرم ندارند؛ وضعیتی که به آن «آزواسپرمی» گفته می‌شود. حدود ۱۰ درصد از مردان نابارور به این مشکل دچارند.

پنلوپه می‌گوید وقتی شوهرش به خانه بازگشت، خبر بارداری را با او در میان گذاشت: «چهره‌اش پر از احساسات مختلف شد. گریه کرد... رسیدن به این نقطه واقعا سخت بود، چون زمان، تلاش و تحقیق زیادی صرف شد؛ و این‌که فقط یک جنین داشتیم و همان هم موفق شد، واقعاً باورکردنی نبود.»

بارداری با روش جدیدی به نام سیستم «استار»

بارداری این زوج تنها به لطف یک روش جدید به نام سیستم «استار» (Sperm Track and Recovery) ممکن شد؛ فناوری که در دانشگاه کلمبیا توسعه یافته و برای یافتن اسپرم در مردان مبتلا به آزواسپرمی طراحی شده است. این سیستم با استفاده از هوش مصنوعی، تعداد اندک «اسپرم‌های پنهان» را شناسایی و مکان‌یابی می‌کند.

ساموئل می‌گوید: «می‌ترسیدم. فکر می‌کردم هرگز نمی‌توانم فرزند خودم را داشته باشم، و این بخش بزرگی از زندگی من بود. وقتی گفتند فقط ۲۰ درصد شانس دارم، واقعاً شوکه شدم.»

ناباروری میلیون‌ها نفر را در سراسر جهان تحت تاثیر قرار می‌دهد و حدود یک نفر از هر شش نفر در سن باروری، دست‌کم یک‌بار در زندگی خود با مشکل بارداری مواجه می‌شود. ناباروری مردان در حدود ۵۰ درصد موارد نقش دارد و یک درصد از کل مردان دچار آزواسپرمی هستند.

این بدان معناست که میلیون‌ها مرد در جهان ممکن است تعداد اسپرم‌هایشان آن‌قدر کم باشد که عملا غیرقابل شناسایی تلقی شود. اما استفاده از هوش مصنوعی برای یافتن این اسپرم‌های پنهان می‌تواند امید تازه‌ای برای این افراد ایجاد کند.

نخستین نوزاد متولد شده با سیستم استار

در پایان سال گذشته، پس از پنج سال توسعه، نخستین نوزادی که با استفاده از سیستم استار متولد شد، به زوجی که نزدیک به دو دهه با ناباروری دست‌وپنجه نرم می‌کردند، امکان فرزنددار شدن داد. زو ویلیامز، مدیر مرکز باروری دانشگاه کلمبیا، می‌گوید: «همه از خوشحالی بالا و پایین می‌پریدند. کمتر پیش می‌آید که نتیجه این‌همه تلاش، چیزی تا این حد ارزشمند باشد. حالا یک دختر به دنیا آمده و امیدواریم موارد بیشتری هم در راه باشد.»

از زمان تولد نخستین نوزاد با این روش، این فناوری به‌طور منظم در مرکز باروری مورد استفاده قرار گرفته و فهرست انتظار آن به صد‌ها نفر از سراسر جهان رسیده است. ویلیامز می‌گوید در میان ۱۷۵ بیمار اخیر، در نزدیک به ۳۰ درصد موارد موفق به یافتن اسپرم شده‌اند؛ افرادی که پیش‌تر هیچ شانسی برای داشتن فرزند بیولوژیک نداشتند.

در آزمایش‌های بیشتر، این سیستم توانسته ۴۰ برابر بیشتر از جست‌وجوی دستی توسط تکنسین‌های انسانی، اسپرم شناسایی کند.

 در آزمایش‌های بیشتر، سیستم استار توانسته ۴۰ برابر بیشتر از جست‌وجوی دستی توسط تکنسین‌های انسانی، اسپرم شناسایی کند. 

در حالت عادی، هر میلی‌لیتر از مایع منی حاوی ده‌ها میلیون اسپرم است. اما در نمونه‌های آزواسپرمی، ممکن است تنها یک اسپرم در کل نمونه وجود داشته باشد یا حتی هیچ‌کدام. بررسی دستی چنین نمونه‌هایی بسیار دشوار و زمان‌بر است.

سیستم استار چطور کار می‌کند؟

ایده این فناوری در سال ۲۰۲۰ و زمانی شکل گرفت که ویلیامز درباره استفاده از هوش مصنوعی برای کشف ستارگان جدید مطالعه می‌کرد. او می‌گوید: «تصویر آسمان شب بسیار شبیه چیزی بود که ما در این بیماران می‌بینیم؛ مجموعه‌ای از داده‌های پیچیده که باید یک عنصر بسیار نادر را در آن پیدا کرد.»

تیم او از تراشه‌های میکروفلوئیدی استفاده می‌کند؛ کانال‌هایی بسیار باریک که نمونه از آن عبور می‌کند و با تصویربرداری سریع، حدود ۳۰۰ تصویر در ثانیه بررسی می‌شود. الگوریتم یادگیری ماشین در همان لحظه، اسپرم را شناسایی و جدا می‌کند.

ویلیامز می‌گوید: «بیشتر چیزی که می‌بینیم، فقط بقایا و قطعات سلولی است. مثل پیدا کردن یک سوزن در انبار کاه.»

این سیستم توانسته به حساسیت ۱۰۰ درصدی برسد؛ یعنی اگر حتی یک اسپرم در نمونه وجود داشته باشد، آن را پیدا می‌کند. پس از شناسایی، یک سیستم رباتیک در عرض چند میلی‌ثانیه اسپرم را جدا می‌کند و به‌صورت مجزا نگه می‌دارد.

در مورد ساموئل، چالش بزرگ‌تری وجود داشت. در سندرم کلاین‌فلتر، اسپرم در مایع منی وجود ندارد و باید مستقیماً از بیضه استخراج شود. او پس از ۹ ماه درمان هورمونی، تحت جراحی استخراج اسپرم قرار گرفت و نمونه برای بررسی به دانشگاه کلمبیا ارسال شد.

هم‌زمان، پنلوپه نیز تحت فرآیند برداشت تخمک قرار داشت. از میان هشت اسپرم شناسایی‌شده، یکی موفق شد به مرحله «بلاستوسیست» مرحله‌ای پیشرفته از رشد جنین برسد.

فرزند این زوج که احتمالا نخستین پسر متولدشده با این روش خواهد بود، قرار است در پایان ماه ژوئیه به دنیا بیاید.

پنلوپه می‌گوید: «حالا دیگر واقعاً حس واقعی بودن پیدا کرده، مخصوصا وقتی حرکت جنین را حس می‌کنم. همه چیز عالی پیش می‌رود.»

دیگر کاربرد‌های هوش مصنوعی در درمان ناباروری

کاربرد هوش مصنوعی در درمان ناباروری به همین جا محدود نمی‌شود. در فرآیند تحریک تخمدان در «آی‌وی‌اف»، یادگیری ماشین به تعیین دقیق‌تر دوز هورمون‌ها کمک می‌کند و ابزار‌های یادگیری عمیق نیز در انتخاب بهتر تخمک و جنین نقش دارند.

با این حال، کارشناسان تأکید می‌کنند که برای ارزیابی نتایج بلندمدت، نیاز به مطالعات گسترده‌تر وجود دارد و مسائل مربوط به داده‌های پزشکی، محرمانگی و مسئولیت‌پذیری نیز باید روشن شود.

«شیوبان کوئنبی»، استاد زنان و زایمان در دانشگاه وارویک بریتانیا، هشدار می‌دهد: «زوج‌هایی که مسیر طولانی ناباروری را طی کرده‌اند، ممکن است در برابر درمان‌های گران‌قیمت و اثبات‌نشده آسیب‌پذیر باشند.»

او در عین حال این پیشرفت را امیدوارکننده توصیف می‌کند، اما می‌افزاید: «یک بارداری موفق شروع مهمی است، اما برای ارزیابی واقعی این روش، به تحقیقات بیشتری نیاز داریم.»

با این حال، برای ساموئل، این فناوری چیزی فراتر از یک پیشرفت علمی است: «حالا امیدواریم در آینده فرزند دیگری هم داشته باشیم. شاید باید دوباره همین مسیر را طی کنیم، اما حالا چیزی داریم که قبلا نداشتیم؛ امید.»