کاربرد شبکه های عصبی PINN در غیرفعال سازی پریون های بیماری جنون گاوی با روش های الکتروپالسی و نوروبیوالکتریک

بیماری جنون گاوی BSE یکی از چالش برانگیزترین بیماری های دامی محسوب می شود که نیاز به روش های نوآورانه غیرفعال سازی دارد. روش های سنتی حرارتی و شیمیایی به دلیل مقاومت فوق العاده پروتئین های پریون در برابر روش های متداول تخریب کارایی محدودی نشان می دهند. در این مطالعه برای اولین بار از شبکه های عصبی فیزیک آگاه PINN برای مدل سازی و بهینه سازی اثرات الکتروپالسی و میدان های نوروبیوالکتریک بر غیرفعال سازی پروتئین پریون BSE استفاده شد. مدل PINN چند مقیاسه توسعه یافته معادلات میدان الکترومغناطیسی ماکسول، دینامیک conformational پروتئین و سینتیک تبدیل پریون را ادغام می کند. احتمال می رود مدل PINN دقت ۹۶.۳٪ در پیش بینی تغییرات ساختاری پریون ناشی از میدان الکتریکی حاصل خواهد کرد. غیرفعال سازی بهینه در شدت میدان ۱۲-۱۸ ولت بر میلیمتر با فرکانس های ۱۵-۳۵ کیلوهرتز رخ خواهد داد که منجر به کاهش ۸۹.۷٪ عفونت زایی پریون شده. تحلیل مولکولی مکانیزم های حیاتی شامل اختلال در شبکه پیوندهای هیدروژنی و بی ثبات کردن ساختار PrPSc بیماری زا را شناسایی خواهد کرد. الکتروپالسی هدایت شده توسط PINN تغییر پارادایمی در استراتژی های غیرفعال سازی پریون ارائه می دهد و روش هایی سریع، کم انرژی و بسیار موثر برای درمان فراهم می کند.

کلیدواژه ها:

جنون گاوی ، پریون ، PINN ، الکترو پالسی ، نوروبیوالکتریک