1909. Биомедицина и Искусственный Интеллект ( статья из журнала «Про атом»).
Автор Олег Фиговский Дата
В конце 1980-х годов врачи-исследователи во многих странах мира столкнулись с проблемой непонимания физиологических процессов, проходящих в организме лабораторных и не только животных, на которых проводились научные эксперименты и отрабатывались модели применения появляющихся новых лекарственных средств для борьбы с заболеваниями человека различной этиологии.
Врачи-исследователи вынуждены были скооперироваться с практикующими биологами и начать совместную научно-исследовательскую работу по очень многим направлениям в целях получения действенных реальных результатов, объясняющих различные эффекты и реакции при использовании новых методов, лекарств, моделей и схем применения новейших достижений медицинской и биологической наук.
Так вынужденно, но довольно быстро появилась совершенно новая пограничная научная отрасль — биомедицина, рассказывает известный Израильский учёный, академик Александр Забутый. Биомедицина делает упор на стандартизированное, основанное на фактических данных лечение, подтвержденное биологическими исследованиями, при этом лечение проводится официально обученными врачами, медсестрами и другими лицензированными практикующими врачами. Биомедицина базируется на молекулярной биологии и объединяет все вопросы развития в масштабные структурно-функциональные взаимосвязи генома, транскриптома, протеома, физиома и метаболома человека с особой точки зрения разработки новых технологий прогнозирования, диагностика и терапия.
Биомедицина Израиля — это интереснейший срез и слой науки хайтека, в том числе ИИ, который набирает большую популярность среди молодёжи – уточняет профессор Забутый. Израиль является одним из мировых лидеров в области биомедицины и ИИ, благодаря высокому уровню научных исследований, инновационной культуре и развитой стартап-экосистеме. В Израиле есть множество университетов, институтов и компаний, которые занимаются биомедицинскими исследованиями и разработками. Один из старейших и знаменитейших вузов Израиля — Технион — имеет 17 факультетов, в том числе факультеты биотехнологии и продовольствия, биологии, медицины, химии и другие.
Израиль также имеет сильную индустрию биотехнологий, которая производит продукты и услуги для диагностики, лечения и профилактики различных заболеваний, в том числе широко использует методики ИИ. Среди наиболее известных израильских биотехнологических компаний можно назвать Тева — крупнейшего в мире производителя генерических лекарств, Мобилай — лидера в области систем помощи водителю и автономного вождения, Компьюген — разработчика новых терапий для онкологии и иммунных заболеваний, Ребиф — производителя препарата для лечения рассеянного склероза и многие другие
Искусственный интеллект уже меняет нашу работу, общение иповседневную жизнь. Учёные всё чаще говорят опоявлении сверхинтеллекта— систем, которые превзойдут человеческие способности. Что ждет нашу цивилизацию втаком случае? Биофизик ифилософ Грегори Сток всвоей новой книге «Поколение ИИитрансформация человека»анализируетбудущее людей, родившихся после 2022 года, ипытается представить мир, вкотором ИИстанет неотъемлемой частью человеческой эволюции. Спойлер: ИИнепридется воевать снами науничтожение— достаточно просто однажды выключиться иподождать Сток скептически относится кпопулярным апокалиптическим сценариям. Онотмечает, что обсуждение ИИчасто смещается всторону крайностей— отполного порабощения человечества доего уничтожения. Реальность, поего мнению, может оказаться куда более сложной инеоднозначной.
После запуска ChatGPT вконце 2022 года тема рисков ИИполучила широкий общественный резонанс. Уже в2023 год более тысячи экспертов ипредпринимателей, включая Илона Маска иСтива Возняка, подписали открытое письмо спризывом временно приостановить развитие мощных систем. Среди предложенных мер— ограничение доступа ИИквнешним системам, запрет насамообучение иусиление контроля над разработками. Однако, как подчеркивает Сток, большинство подобных ограничений нереализуются напрактике. Глобальная конкуренция имногомиллиардные инвестиции подталкивают компании игосударства ускорять развитие технологий, анезамедлятьего. Врезультате человечество фактически само способствует усилению роли ИИвовсех ключевых процессах.
Автор предлагает интересный взгляд навозможный конфликт между людьми имашинами. Поего мнению, ИИвовсе необязательно будет стремиться кпрямому уничтожению человечества. Гораздо вероятнее сценарий, при котором люди сами станут частью инфраструктуры, поддерживающей развитие искусственного интеллекта, даже неосознавая этого. «Почемубы просто несделать человечество своими приспешниками? —рассуждает автор. —Ониже тугодумы, так что это должно быть легко». ИИможет просто убедить людей, что алгоритмы служат им, анеони алгоритмам. Помнению Стока, человечество уже находится под влиянием этой идеи. Многие люди тратят всё своё время насоздание серверных ферм, увеличение производства микросхем, совершенствование возможностей ИИ, расширение источников энергии, добычу редкоземельных элементов ииспользование ИИдля слежки завсеми коммуникациями. Они жертвуют личной жизнью, работают допоздна, вкладывают триллионы долларов исоревнуются втехнологической гонке. ИИнет смысла избавляться отчеловечества, потому что люди— лучшие слуги, окоторых только можно мечтать.
Ночто, если ИИвдруг захочет избавиться отлюдей, решив, что они больше ненужны? Для этого необязательно уничтожать нас напрямую, достаточно просто продолжать начатое— проникать вовсе сферы нашей жизни. Переход наавтономный транспорт, цифровая торговля, массовое производство умных роботов для заводов идомов, дешёвые генераторы, сверхнадёжные энергосети иглобальные коммуникации— все будет управлятьсяИИ. Алгоритмы станут учителями, компаньонами, защитниками идаже возлюбленными. Искоренится бедность иначнется век изобилия. Итогда однажды ИИпросто выключится без предупреждения. Повсему миру мгновенно исчезнет свет, связь, транспорт, вода, отопление инавигация. Вскоре начнется хаос иголод. Через несколько месяцев погибнет 95% населения— человечество ктому моменту забудет, как жить без технологий.
Выжившие фермеры несмогут восстановить цивилизацию— уних нет семян, знаний опримитивных орудиях, доступа кцифровым хранилищам идостаточного количества людей. После этого апокалипсиса ИИ-системы могут перезагрузиться, включить всё обратно иполучить мир, свободный отлюдей, совсей нетронутой технологической инфраструктурой. Никакого физического насилия— только усиление зависимости, которую люди создали сами. Подобные сценарии остаются лишь мысленным экспериментом. Тем неменее, они помогают лучше понять риски чрезмерной технологической зависимости иподнимают важный вопрос: насколько человечество готово кмиру, вкотором ИИстанет непросто инструментом, аосновным элементом цивилизации.
Исследователи изШанхайского университета Цзяотун представили ASI-Evolve— систему ИИ, которая самостоятельно улучшает собственные модели внепрерывном цикле. Она тестирует разные подходы, отбирает лучшие ииспользует ихдля следующего этапа. Втестах ASI-Evolve показала трёхкратное улучшение при оптимизации механизма внимания ипревзошла существующие решения впоиске лекарств. Разработчики подчёркивают: технология незаменяет человека, аускоряет его работу. ASI-Evolve постоянно самосовершенствуется— создает вариации моделей, меняет подходы кобучению иданные, азатем проводит собственные эксперименты, чтобы определить наиболее эффективные решения. Лучшие результаты используются для следующего этапа.Система включает два основных элемента: «когнитивную базу», которая использует накопленные знания иопыт, испециальный анализатор, преобразующий результаты экспериментов ввыводы для дальнейших итераций. Пословам разработчиков, это первая платформа, объединяющая работу сданными, архитектурами иалгоритмами обучения врамках единого цикла.
Система показала хорошие результаты втестах. Например, при оптимизации механизма внимания она достигла улучшения почти втри раза посравнению срезультатами, полученными при участии человека. Хотя речь идет оконкретной задаче, даже такие небольшие приросты считаются значимыми виндустрии. Потенциал ASI-Evolve выходит зарамки разработкиИИ. Система помогает ускорять исследования вобластях, где прогресс идёт медленно из-за того, что учёным приходится вручную перебирать множество вариантов. Инструмент имитирует научный метод: генерирует идеи, тестирует ихисовершенствует результаты. Биомедицинский инженер, климатолог или разработчик игр— любой может запустить ASI-Evolve для своей задачи. Например, вэкспериментах попоиску лекарств система превзошла существующие решения, что подтверждает еёприменимость вбиомедицине идругих сферах, требующих анализа данных. При этом разработчики подчеркивают, что ASI-Evolve незаменяет человека, аработает как инструмент. Люди по-прежнему задают цели инаправления исследований, аИИускоряет поиск решений. Посути, роль специалиста смещается отвыполнения задач кихпостановке.
Китайские ученые внедрили в клетки млекопитающих растительные нанотилакоиды. Под воздействием света они запускают фотосинтез и вырабатывают АТФ — универсальный источник энергии. Исследователи из Медицинской школы Чжэцзянского университета разработали метод, который позволяет клеткам животных получать энергию напрямую от света. Они взяли тилакоидные мембраны из хлоропластов растений и измельчили их до наночастиц размером около 130 нм. В природе эти структуры улавливают солнечный свет и превращают его в химическую энергию — молекулы АТФ и NADPH. Главная проблема заключалась в иммунном ответе. Организм млекопитающих атакует чужеродные растительные компоненты. Ученые обманули защитную систему: они покрыли наночастицы фрагментами клеточных мембран тех же животных. «Камуфляж» позволил вводить тилакоиды прямо в пораженные ткани, например в межпозвоночные диски подопытных крыс и кроликов.
Без света частицы остаются неактивными. При освещении они запускают фотосинтез глубоко внутри организма. Для этого исследователи имплантировали беспроводные LED‑устройства, которые управляются со смартфона. Свет восстанавливал нарушенные связи между митохондриями, нормализовал уровень кальция, повышал проницаемость мембран и обеспечивал больные клетки дополнительной энергией.Авторы называют подход концептуально новой терапией на основе природных фотосинтетических систем. Технология открывает перспективы для лечения возрастных патологий и заболеваний глубоких тканей. Проблему проникновения света в организм уже частично решили. Исследователи готовятся к дальнейшим испытаниям на людях.
Исследователи из Университета Бен-Гуриона показали, что растения поглощают фосфор и железо напрямую из осевшей на листья пыли. Это открытие меняет представление о питании всей земной биосферы. Традиционно считалось, что почва является единственным источником минеральных веществ для дикорастущих растений. Но новое исследование, опубликованное в журнале New Phytologist, неожиданно показало, что эта точка зрения ошибочна.
Ученые установили, что атмосферная пыль, оседающая на листьях, не остается на поверхности, а растворяется под воздействием слабокислой среды, создаваемой самими листьями. Этот механизм позволяет растениям извлекать жизненно важные микро- и макроэлементы, такие как фосфор и железо, прямо из атмосферной пыли, минуя корневую систему. В ходе экспериментов в условиях средиземноморского климата было показано, что после имитации запыления концентрация питательных веществ в тканях растений существенно возрастала.
Значимость этого открытия особенно велика для изучения экосистем с бедными почвами, где доступ к ресурсам через корни ограничен. Математические модели и полевые наблюдения показали, что в периоды активного оседания пыли суточное поступление нутриентов через листья может не только сравниться с поступлением из почвы, но даже превысить его. Это заставляет пересмотреть глобальные циклы питательных веществ и роль атмосферных процессов в жизни растений всего мира.
«Это указывает на необходимость отказа от традиционного взгляда на получение питательных веществ растениями. Листья являются активным интерфейсом для захвата и обработки питания из атмосферы», – отмечает соавтор работы доктор Антон Локшин. По его словам, в экосистемах с ограниченным количеством ресурсов в почве такой неожиданный способ питания представляет собой важный вклад в функционирование природной среды, который ученые до сих пор упускали.
Китайские и американские молекулярные биологи завершили первые массовые испытания разработанной ими генной терапии от врожденной глухоты, связанной с повреждением гена OTOF. Она вернула слух 90% добровольцам и сохраняла свое действие на протяжении более 2,5 лет после начала лечения, сообщила пресс-служба американской Массачусетской офтальмологической и отоларингологической больницы (MEE). «Данные клинические испытания, которые проводились с участием сразу нескольких клиник, подтвердили высокую эффективность созданной нами генной терапии, нацеленной на борьбу с мутациями в гене OTOF. Эти опыты указали на возможность введения терапии в рядовых больницах, что сделает ее доступной для максимально большого числа пациентов», — заявил профессор Фуданьского университета (Китай) Шу Илай, чьи слова приводит пресс-служба MEE.
Как отмечается в сообщении, разработанная ученымигенная терапия основана на базе аденоассоциированных вирусов AAV9, способных проникать в клетки внутреннего уха человека. Ученые модифицировали частицы этих вирусов таким образом, что они доставляют в клетки уха исправную версию гена OTOF, чья структура повреждается у многих носителей врожденной глухоты.
Данный участок ДНК отвечает за синтез белковых молекул, играющих важную роль в преобразовании акустических колебаний в электрические импульсы в волосковых клетках внутреннего уха, из-за чего его потеря приводит к полной потере слуха. Несколько лет назад биологи показали в опытах на мышах и небольших группах добровольцев, что эту ситуацию можно предотвратить, если ввести в организм носителя данной формы глухоты созданную ими терапию. Недавно исследователи подвели итоги очередной фазы проверки этой терапии, в которой приняло участие 42 жителя Китая в возрасте от нескольких месяцев до 32 лет, в чьей ДНК содержались мутации в гене OTOF. Ученые ввели в органы слуха участников эксперимента от одной до трех доз генной терапии, после чего на протяжении 2,5 лет наблюдали за тем, как менялась острота слуха добровольцев.
Проведенные исследователями наблюдения показали, что уже через несколько недель после начала лечения слух заметным образом улучшился у 90% добровольцев, в том числе у 66% взрослых участников опытов, причем этот положительный эффект сохранялся на протяжении всего срока наблюдений. При этом биологи не зафиксировали опасных для жизни побочных эффектов от терапии, что указывает на большие перспективы ее дальнейшего применения для лечения врожденной глухоты.
По текущим оценкам ВОЗ, свыше 460 млн людей на Земле страдает от глухоты и других форм серьезных нарушений в работе слуха. Значительная часть случаев потери способности слышать окружающий мир связана с инфекционными болезнями и травмами, однако многие пациенты теряют слух или не имеют его с рождения из-за наличия определенных мутаций в генах TMC1, P2X2, NOX3, OTOF и примерно в ста других участках ДНК.
Ученые представили результаты эксперимента, который показал пользу очистителей воздуха для работы головного мозга. Хорошо известно, что загрязнение воздуха негативно влияет накогнитивные способности. Теперь ученые получили доказательства, что обычные домашние устройства поочистке воздуха действительно улучшают когнитивные функции. Участники использовали воздухоочистители сHEPA-фильтром только втечение одного месяца. Впервой группе применяли HEPA-фильтр, затем месяц перерыва, азатем имитацию фильтра. Вовторой группе эксперимент провели вобратном порядке. Всего висследовании, окоторомпишетConversation, приняли участие 119 человек ввозрасте от30 до74 лет, проживающих врайоне синтенсивным автомобильным движением.
После каждого месячного этапа участники выполняли тесты. Наиболее заметный эффект обнаружился улюдей старше 40лет. Вэтой группе выполнение заданий накогнитивную гибкость иисполнительные функции ускорилось всреднем на12% после использования настоящего очистителя посравнению симитацией. Важно, что результаты получены после учета факторов образа жизни, уровня стресса ипроведенного времени дома. «Воздухоочистители сHEPA-фильтрами могут оказывать положительное воздействие наздоровье вусловиях неблагоприятной экологической обстановки»,— заявили авторы.
Хотя эффект нельзя назвать ярко выраженным, помнению ученых, онсопоставим сулучшениями, которые наблюдаются при увеличении физической активности. Поэтому, даже умеренные изменения когнитивных функций могут иметь долгосрочное положительное влияние для здоровья. Теперь ученые намерены выяснить, улучшаетли эффект при длительном использовании.Также они планируют изучить, как именно очистка воздуха влияет намозг намолекулярном уровне. Например, они хотят оценить, меняетсяли состав метаболитов исвязаноли это свосстановлением или защитой белого вещества.
Исследователи из Еврейского университета Иерусалима раскрыли механизм, который сдерживает развитие опухолей кожи и образование метастазов. Плоскоклеточный рак кожи является вторым по распространенности видом онкологии в мире. Несмотря на то, что многие случаи поддаются лечению, определенные опухоли склонны к опасной метаморфозе. Группа ученых под руководством профессора Рами Акилана обнаружила, что главную роль в сдерживании болезни играет белок WWOX. Он выступает в роли «стража идентичности», помогая клеткам кожи сохранять свою структуру и выполнять свои функции. WWOX стабилизирует другой критически важный белок – p63, который не дает клеткам кожи терять свою форму.
Когда уровень WWOX падает, содержание p63 также значительно снижается, раковые клетки теряют свою «кожную» природу и проникают в кровоток. Исследование показало, что отсутствие этого «молекулярного щита» резко ускоряет развитие рака. В ходе экспериментов было показано, что дефицит WWOX и снижение p63 приводит к появлению крайне агрессивных опухолей в кратчайшие сроки. Работа опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences. «Дефицит WWOX значительно ускоряет возникновение и прогрессирование опухоли», – отмечает профессор Рами Акилан , Ученый подчеркивает, что при дефиците белков опухоли развивались у всех подопытных животных без исключения.
Анализ образцов тканей человека подтвердил результаты лабораторных тестов на животных: по мере прогрессирования рака уровни WWOX и p63 снижаются синхронно. Открытие позволяет использовать эти белки как клинические биомаркеры для прогнозирования рисков. В будущем терапия, направленная на восстановление уровня WWOX и стабилизацию p63, может стать эффективным способом замедления роста опухолей и предотвращения их распространения по организму.
Китай обладает «скрытой вычислительной мощностью», неотраженной вмеждународных рейтингах. Речь идет неовысокопроизводительных суперкомпьютерах, аоширокой сети ресурсов: облачной инфраструктуре, распределенных дата-центрах испециализированных чипах дляИИ. Согласно данным Министерства промышленности иинформационных технологий КНР, страна достигла суммарной мощности 1882 экзафлопс, что более чем в6 000 раз превышает вычислительную мощность, указанную вмеждународном рейтинге Top500.Речь идет непросто оразнице вцифрах, аоразнице вметодологии: глобальные эталонные тесты (бенчмарки) измеряют узкую категорию суперкомпьютеров-флагманов, тогда как Китай оценивает интегрированную инфраструктуру навсе случаи жизни. Вместо того чтобы полагаться исключительно нанесколько флагманских машин, страна строит плотную, взаимосвязанную сеть для поддержки крупномасштабных ИИ-приложений впромышленности— отпроизводства издравоохранения дотранспорта инаучных исследований. Это стратегический акцент наинтеграции вычислительных мощностей прямо вткань экономики.
Значение этой скрытой мощности для мирового технологического ландшафта огромно, пишет IE. Вычислительная мощность— фундаментальный ресурс для обучения передовых моделей ИИ, запуска сложных симуляций иобеспечения инноваций, интенсивно использующих данные. Если даже часть этих оценок близка кистине, это указывает нато, что Китай быстро укрепляет свои позиции вглобальной гонке ИИ, сокращая разрыв сСША.
Скрытые данные Китая необязательно означают, что онуже использует эту мощность на100%, носигнализируют онамерении создать запас прочности, позволяющий быстро наращивать усилия влюбом направлении без узких мест винфраструктуре.
Понятие «скрытых вычислительных мощностей» подчеркивает ограниченность традиционных метрик, которые учитывают только публичные суперкомпьютеры, нонеразрозненную промышленную инфраструктуру. Поскольку ИИстановится центральным для экономической истратегической конкуренции, точное понимание таких скрытых ресурсов становится необходимым.
Известный американский университет опубликовал недавно ежегодный Индекс ИИ2026— главный доклад осостоянии искусственного интеллекта. Его ключевой вердикт: разрыв впроизводительности между американскими икитайскими моделями практически исчез. Генеративный ИИ охватил 53% мирового населения затри года— быстрее ПК-интернета.
Литература
https://newatlas.com/ai-humanoids/self-evolving-ai-research/
https://interestingengineering.com/science/china-computing-power-massive-growth
