4.6. ИИ в биоинформатике и моделировании живых организмов Часто под «Искусственным интеллектом» имеют в виду то, что мы еще не умеем, а когда это становится привычным и доступным, это превращается в "компьютерные методы". Совокупность компьютерных методов в биологии называется биоинформатикой. В первую очередь, это анализ генома, его изменений, его связи с белками, конформация белков, а также эволюция живых организмов.
Следующим шагом в развитие биоинформатики является моделирование живых организмов.
Здесь нам нужны не столько тайны создания искусственного интеллекта, сколько массы данных о процессах в клетках, огромные вычислительные мощности и правильные модели.
В 2012 году в Стенфорде сделали
модель живой клетки — простейшей микоплазмы, которая имеет только 525 генов. Однако, работая с той же микоплазмой в 2015 году Крег Вентор признал, что функции 90 генов пока еще неизвестны, что ставить под сомнение полноту модели.
Другие проекты тут:
https://en.wikipedia.org/wiki/Cellular_model При этом модель клетки всегда не совсем точна, так как обобщает много уровней неопределённости, начиная с квантового уровня и свертки белков, броуновского движение и так далее. Задача свертки белков является одной из сложнейших, и сейчас для нее тоже
стало использоваться машинное обучение
В будущем могут помочь квантовые компьютеры.
Наиболее продвинутое моделирование многоклеточного организма проводится на примере червя C.elegance. Оно включает в себя и моделирование его «мозга» который состоит из 300 нейронов, и коннектом которого известен еще с 80-х годов. Но пока удалось смоделировать только его отдельные функции, но не поведение в целом.
Моделирование клетки человеческого организма гораздо сложнее, чем микоплазмы, потому что она включает в себя в 40 раз больше генов.
Но, создание полной модели человека позволит тестировать лекарства in silico, что позволит провести огромное количество предклинических испытаний самых разных веществ, а также доказывать, почему то или иное лекарство на самом деле работает и как именно оно работает. Любое расхождение с экспериментами позволит улучшать модель.
Следующая стадия развития такой модели — это
модель организма конкретного человека на основании его генома, эпигенома и данных анализов, которая позволит точно рассчитать, какое именно вмешательство необходимо.