Trí tuệ nhân tạo giúp phân biệt các mẫu phân cổ xưa 7000 năm tuổi

Để nhận diện chính xác mẫu phân có niên đại đến 7000 năm tuổi, các nhà khoa học đã phải sử dụng đến trí tuệ nhân tạo được thiết kế đặc biệt.

Thực tế các nhà khoa học đã thu thập rất nhiều mẫu phân cổ xưa đến nỗi họ phải thiết kế một AI riêng để phân biệt giữa phân chó và phân người cổ xưa dựa trên DNA được bảo tồn.

Con người và chó nhà có mối liên kết sâu sắc có niên đại ít nhất 12.000 năm. Do đó, không có gì lạ khi phân người và chó cùng xuất hiện tại các địa điểm khảo cổ, Maxime Borry, một nghiên cứu sinh tiến sĩ sinh học tại Viện Khoa học Lịch sử Nhân loại Max Planck cho biết.

Những mẫu phân hóa thạch này là những viên nang thời gian quý giá chứa đầy thông tin về thời cổ xưa. Nó thậm chí có thể bảo tồn DNA từ vật chủ cũng như từ nguồn thức ăn ban đầu và hệ vi sinh vật đường ruột của vật chủ.

Bởi vì chó thường có chế độ ăn tương tự như con người và tạo ra những hình dạng khá giống nhau, nên có thể khó phân biệt giữa người và chó từ xa xưa. Bên cạnh đó, đôi khi có sự phức tạp trong các hành vi như việc chó đối khi ăn phân người còn con người ăn thịt chó dấn đến sự phức tạp về DNA xuất hiện trong mẫu phân hoá thạch.

Để giải quyết vấn đề này, Maxime Borry và các đồng nghiệp đã phát triển coproID, một AI có thể xác định được mẫu phân có nguồn gốc bởi một con chó hay con người. CoproID sẽ so sánh DNA của vật chủ cổ đại với DNA trong phân hiện đại, cho phép nó phân biệt giữa hai vật chủ trong hầu hết các trường hợp.

Nhóm nghiên cứu đã thử nghiệm phương pháp mới trên 20 mẫu, một số trong đó có nguồn gốc khoảng 7.200 năm trước từ 10 địa điểm khảo cổ ở Mexico, Trung Quốc và trên khắp châu Âu. 13 trong số chúng là mẫu phân và 7 mẫu là các mẫu trầm tích được đưa vào để đảm bảo coproID có thể phân biệt.

CoproID đã xác định thành công năm trong số các mẫu phân là của con người, hai là chó và đánh dấu sáu mẫu khác là không xác định, nó cũng loại trừ chính xác các mẫu không phải phân.

Ba trong số các mẫu không xác định có chứa DNA vi khuẩn được bảo quản đủ để thực hiện một phân tích. Ba mẫu từ một địa điểm 1.300 tuổi ở Mexico, có một hệ vi sinh vật đường ruột phù hợp với con người, nhưng cũng rất khó hiểu về DNA chó.

Phân có thể là từ một con chó cổ xưa có hệ vi sinh khác biệt so với hầu hết những con chó hiện đại. Một con chó tự do với chế độ ăn tự do dựa trên việc nhặt rác trong thành phố hoặc săn bắn trong tự nhiên có thể sẽ phát triển các vi khuẩn rất khác nhau trong ruột của nó so với những con chó ăn thức ăn vật nuôi theo lịch trình thường xuyên.

Ngoài việc phân biệt giữa các loài, phương pháp mới cũng có thể giúp các nhà nghiên cứu xây dựng lại lịch sử tiến hóa của hệ vi sinh vật ở người trong vài nghìn năm qua.