Jaki wpływ sztuczna inteligencja będzie miała na naszą dietę? Czy będzie w stanie ustrzec nas przed chorobami cywilizacyjnymi? Jak będzie wyglądała przyszłość dietetyki?
Obecnie często możemy spotkać się z określeniem „jesteś tym, co jesz”. Sposób odżywiania jest niezwykle ważny zwłaszcza dla osób pragnących prowadzić zdrowy tryb życia lub zgubić zbędne kilogramy. Nie ma jednego, uniwersalnego planu żywieniowego, ponieważ wszyscy mamy różne organizmy, gusta i przekonania. To, co działa u jednej osoby, może nie działać u innej. Niektórzy codziennie zjadają tysiące kalorii bez przybierania na wadze, a inni tyją od samego spojrzenia się na jedzenie. Dodatkowo wielu z nas posiada liczne alergie i nietolerancje pokarmowe. Dlatego tak ważne jest, aby znaleźć dietę, która będzie dla nas odpowiednia, skrojoną „na miarę” naszych potrzeb. W dzisiejszym artykule omówiona zostanie przyszłość jaka czeka dziedzinę dietetyki i nauki o odżywianiu oraz jej wpływ na nasze życie i zdrowie.
Sztuczne zamieszanie
Trendy dietetyczne, zmieniają się niemal tak szybko jak trendy w modzie. Od paradygmatu „tłuszcz jest zły” z lat 80 do dzisiejszego trendu „cukier jest zły”, raz jeden składnik jest pożądany, a innym razem nam szkodzi. Jak zachować zdrowy rozsądek, jeśli chodzi o właściwe dla nas odżywanie? Prawda jest taka, że diety dobrze się „sprzedają” – wiele ludzi regularnie próbuje kolejnych trendów dietetycznych, które mają przynieść im oczekiwane rezultaty. Zasady i ograniczenia sprawiają, że czują się bezpiecznie. Myślą o diecie w kategoriach dotarcia do mety, często przechodząc z jednej skrajności w drugą. Albo są na restrykcyjnej diecie, albo jedzą wszystko co znajdą w lodówce. Media i marketing oddziaływają na emocje konsumentów, kusząc nas obietnicami świetnego wyglądu, samopoczucia czy zdrowia po zakupie danego produktu. W prasie co jakiś czas możemy natknąć się na nagłówek „Dany celebryta schudł aż 30 kilogramów stosując tą jedną prostą zasadę…” co jeszcze bardziej nakręca sprzedaż.
Obecnie dziedzina dietetyki stoi przed dwoma poważnymi wyzwaniami: po pierwsze, dostępne wyniki są średnią z całej badanej populacji, a po drugie, ludzie nie lubią trzymać się ścisłej diety przez wystarczająco długi okres czasu, tak aby uzyskać spójne wyniki. Czy kiedykolwiek próbowałeś 14-dniowej diety? Teraz wyobraź sobie, że robisz to przez pięć lat. Paul Coates, wiceprezes American Society of Nutrition, powiedział, że „wszyscy jesteśmy zjadaczami z wolnego wybiegu”, co utrudnia uzyskanie wiarygodnych danych.
W 1984 roku rozpoczęło się badanie Framingham Heart Study, które miało na celu lepsze zrozumienie stanu serca i naczyń krwionośnych oraz powiązania diety z chorobami układu krążenia, które do dziś pozostają jednym z naszych głównych zabójców. Dyrektor NIH, dr. Francis Collins, stwierdził: „najwyższy czas, aby wprowadzić naukę o żywieniu w XXI wiek”. W maju 2020 roku agencja opublikowała dziesięcioletni plan zagłębiania się w tajniki odżywiania, zajmujący się kwestią „co, kiedy, dlaczego i jak jeść”, aby zoptymalizować zdrowie i zmniejszyć zapadalność na przewlekłe choroby, takie jak cukrzyca, otyłość i choroby serca. Dodatkowo plan ten obejmuje również neurobiologię, połączenie mózgowo-jelitowe, zbadanie powiązania długowieczności z dietą oraz używania żywności jako leku.
Program Nutrition for Precision Health
Nauka o żywieniu opiera się na uproszczonych modelach, schematach i średnich przy formułowaniu zaleceń dietetycznych, co sprawia, że zakładany rezultat jest często mało precyzyjny. Obecnie trwają prace nad projektem Nutrition for Precision Health, prowadzonym przez National Institutes of Health (NIH), który ma na celu opracowanie algorytmów przewidujących indywidualne reakcje na wzorce żywieniowe. Program NPH będzie opierał się na ostatnich postępach w naukach biomedycznych, w tym sztucznej inteligencji (AI), badaniach mikrobiomów, a także na infrastrukturze i dużej, zróżnicowanej grupie uczestników. Przez pięć lat analizowany będzie styl żywienia różnych grup Amerykanów. Każda osoba otrzyma ściśle kontrolowaną dietę. Następnie będą oni dokładnie monitorowani pod kątem zdrowotnym, od poziomu cukru we krwi po ich geny, białka i skład mikrobiomu jelitowego. Korzystając z ogromnego zbioru danych, program będzie mógł opracować algorytmy oparte na sztucznej inteligencji do przewidywania indywidualnych reakcji na żywność i diety. Jeśli projekt się powiedzie, już wkrótce możemy mieć naukowo udowodniony sposób optymalizacji naszej diety i zdrowia w oparciu o nasze geny i mikroby jelitowe. Jest to istotna informacja zwłaszcza dla osób z zaburzeniami metabolicznymi lub nietolerancjami pokarmowymi. Algorytmy są potężnym narzędziem pomagającym dietetykom w ustalaniu diety. Program będzie realizowany w ramach flagowego projektu zdrowotnego NIH All of Us, który ma na celu rekrutację miliona ludzi do stworzenia bazy danych w stylu Google Earth na temat biologii, zdrowia, stylu życia i chorób. Najważniejszymi aspektami jest indywidualność i personalizacja. Dr Griffin Rodgers, dyrektor National Institute of Diabetes and Digestive and Kidney Diseases (NIDKK), powiedział „zaczynamy rozumieć, jak mikrobiom wpływa na zdrowie. Możemy szybko przeprowadzić badania multomiczne – to znaczy przyjrzeć się całemu systemowi genów, białek i metabolizmowi człowieka. Sztuczna inteligencja i uczenie maszynowe ułatwiają analizę tych ogromnych zbiorów danych. Wreszcie, cyfrowa technologia zdrowotna, oferowana za pośrednictwem smartfonów lub smartwatchów, sprawia, że codzienne monitorowanie stanu zdrowia jest proste i niedrogie”. Projekt ten planowany jest w trzech etapach. W pierwszym koło 10 000 ochotników z All of Us będzie nosić na sobie różne monitory śledzące ich codzienną dietę, aktywność fizyczną i poziom cukru we krwi, tworząc punkty odniesienia. W drugim etapie grupa uczestników będzie regularnie odwiedzać klinikę, w której dostaną określony posiłek i będą monitorowani pod kątem szeregu biomarkerów, takich jak zmiany poziomu cukru we krwi. Inna podgrupa ochotników otrzyma trzy różne rodzaje diet. Przygotowane do badania potrawy będą spożywane w domu, aby uczestnicy mogli zająć się swoimi codziennymi sprawami i żyć normalnym życiem. Wreszcie około 1000 wolontariuszy będzie przebywać w klinice trzy razy przez okres dwóch tygodni. Tutaj ich posiłki będą ściśle kontrolowane, a jedzenie na zewnątrz nie będzie dozwolone, służy to eliminacji wpływu innych zmiennych. Podczas badania wszystkie trzy grupy zostaną poddane serii testów klinicznych, od genetyki i składu mikrobiomu po poziom cukru we krwi, metabolizm i mocz. Ocenie poddane zostaną również środki psychologiczne i behawioralne. Chodzi o uzyskanie możliwie jak najbardziej precyzyjnych wyników badań.
W miarę gromadzenia danych w ramach badania inżynierowie oprogramowania zaczną budować infrastrukturę do przechowywania, organizowania i wyszukiwania zbiorów danych. Ta biblioteka danych jest następnie przekazywana naukowcom zajmującym się sztuczną inteligencją w celu stworzenia modeli i algorytmów, które przewidują indywidualną reakcję danej osoby na dietę. Następnie kolejny pięcioletni okres umożliwi walidację tych modeli w badaniach klinicznych.
Nie jest to pierwszy program łączący odżywanie ze sztuczną inteligencją. W 2015 roku w Izraelu przeprowadzono badanie, w którym u 800 osób monitorowno poziom cukru we krwi i mikrobiom, aby przeanalizować, jak ludzie reagują na różne rodzaje spożycia cukru. Wykorzystując uczenie maszynowe, w ramach badania stworzono oprogramowanie do przewidywania diety jak najlepiej dopasowanej dla osób z cukrzycą lub dla tych, które chcą schudnąć.
Podsumowując powyższy artykuł odżywianie odgrywa integralną rolę w rozwoju człowieka oraz w zapobieganiu i leczeniu chorób. Już wkrótce dziedzinę dietetyki oraz nauki o żywieniu czekają zmiany. Program Nutrition for Precision Health ma na celu lepsze zrozumienie, tego w jaki sposób indywidualna biologia człowieka i ścieżki molekularne wpływają na relacje między dietą a czynnikami środowiskowymi, społecznymi i behawioralnymi wpływającymi na zdrowie. Pomoże to dietetykom i pracownikom służby zdrowia w tworzeniu precyzyjnych i skutecznych planów żywieniowych. Program Nutrition for Precision Health jest nadal na etapie planowania, a jego start przewidywany jest na początek 2023 r. Możemy być pewni, że już wkrótce dzięki sztucznej inteligencji oraz uczeniu maszynowemu możliwa będzie całkowita personalizacja naszego sposobu odżywiania, po to, aby zapewnić nam dobre zdrowie i długie życie.
