Раскрыть все тайны генома

Появление программ искусственного интеллекта (ИИ) вроде ChatGPT, способных создавать сложный контент, который напоминает человеческое творчество, стало возможным благодаря объединению доступных в Интернете огромных объемов данных с высокой вычислительной мощностью.

Израильские ученые из медицинского центра им. Хаима Шибы объединились с одной из ведущих технологических компаний Nvidia (США) и больницей Маунт-Синай в Нью-Йорке для создания больших языковых моделей, использующих ту же технологию, что и приложения типа ChatGPT, но обученных на биологическом языке нашего тела, чтобы лучше понимать и лечить болезни, которые нас поражают.

Авнер Гальперин, генеральный директор Sheba Impact при Центре цифровых инноваций ARC, заявил: «Мы хотим создать своего рода платформу ИИ для геномики, что позволит пользователям вводить данные полностью расшифрованного генома конкретного пациента и дать ответы на вопросы о рисках для здоровья или о том, какое лекарство или метод лечения лучше всего подходят для того или иного заболевания, исходя из уникального генетического состава человека».

Человеческий геном – набор инструкций для построения, развития, функционирования и воспроизводства человеческого организма – состоит из 3,2 млрд символов или «букв» ДНК. За последние два десятилетия наука добилась успехов в расшифровке полного человеческого генома, но только 2% человеческой ДНК состоит из генов, кодирующих белки, в то время как, по словам Гальперина, интерпретировать функции оставшихся 98% генома с помощью традиционных подходов оказалось сложной задачей.

Проект, разрабатываемый под руководством медицинского центра им. Хаима Шибы, направлен на расшифровки нераскрытых тайн генома с помощью технологий машинного обучения. Nvidia предоставит вычислительные мощности и инфраструктуру ИИ, а участвующие в проекте израильская и американская больницы – научный и клинический опыт для объединения и синтеза огромных массивов геномных данных.

Гальперин поясняет: «Если врачу нужно назначить лекарство от депрессии или определенного вида рака, то сейчас такой подбор чаще всего проводится методом проб и ошибок, потому что мы еще не выяснили, как читать и использовать 98% геномного кода».

Проект объединит врачей, генетиков, биоинформатиков и исследователей в области ИИ, используя вычислительные мощности, инфраструктуру и алгоритмы Nvidia для установления связи между генетическими вариациями, риском заболеваний и наиболее верным терапевтическим ответом на основе масштабных массивов информации.

Научно-исследовательская деятельность Nvidia в Израиле является крупнейшей за пределами США. Многие высокопроизводительные процессоры и сетевые чипы компании, необходимые для обучения крупнейших моделей ИИ, разрабатываются в ее научно-исследовательских центрах, расположенных в Израиле.

«В случае успеха этого проекта мы сможем разрабатывать лекарства и методы лечения, учитывающие специфические генетические особенности людей. Это можно будет применять как для профилактической медицины, так и для подбора правильного терапевтического вмешательства, – говорит Гальперин. – Фармацевтические компании будут использовать результаты проекта для разработки персонализированных лекарств, а больницы – для адаптации систем лечения и выбора лекарств с большей точностью, чем это позволяют существующие ныне методы».

 

Сергей ХАУДРИНГ