چگونه توهمات هوش مصنوعی می تواند به ایجاد آنتی بیوتیک های نجات دهنده کمک کند

مدل‌های هوش مصنوعی مولد (AI) اغلب توهم می‌زنند و اطلاعاتی را اختراع می‌کنند که واقعی نیستند یا نمی‌توان از منابع منبع استناد کرد. این رفتار معمولاً یک ضعف است، به ویژه با توجه به افزایش اطلاعات نادرست تولید شده توسط هوش مصنوعی. اما در دنیای باکتری ها، توهمات به محققان کمک می کند تا داروهای جدید نجات دهنده زندگی را کشف کنند.

محققان پزشکی استنفورد و دانشگاه مک مستر یک مدل هوش مصنوعی ایجاد کردند که راه حل های احتمالی را برای باکتری های کشنده مقاوم به آنتی بیوتیک نشان داد.

همچنین: گوگل و MIT یک دوره رایگان هوش مصنوعی مولد برای معلمان راه اندازی کردند

این مدل به نام SyntheMol که مخفف سنتز مولکول ها است، “ساختارها و دستور العمل های شیمیایی برای شش داروی جدید با هدف کشتن سویه های مقاوم اسینتوباکتر بومانی، یکی از پاتوژن های اصلی مسئول مرگ های مرتبط با مقاومت ضد باکتریایی” ایجاد کرد.

تحقیقات تخمین می‌زند که تقریباً پنج میلیون مرگ سالانه با مقاومت ضد میکروبی (AMR) در سراسر جهان مرتبط است. جیمز زو، دانشیار علوم داده‌های زیست‌پزشکی و یکی از نویسندگان این مطالعه، می‌گوید: «نیاز سلامت عمومی زیادی برای تولید سریع آنتی‌بیوتیک‌های جدید وجود دارد».

“فرضیه ما این بود که مولکول های بالقوه زیادی وجود دارد که می توانند داروهای موثری باشند، اما ما هنوز آنها را ساخته یا آزمایش نکرده ایم. به همین دلیل می خواستیم از هوش مصنوعی برای طراحی مولکول های کاملاً جدیدی استفاده کنیم که هرگز در طبیعت دیده نشده اند. “

همچنین: چگونه یک قانون جدید از افکار شما در برابر شرکت های فناوری محافظت می کند – و چرا اهمیت دارد

تعداد ترکیبات شیمیایی ممکن نمایی است. قبل از مدل‌هایی مانند SyntheMol، محققان هنوز از الگوریتم‌هایی برای مرتب‌سازی کتابخانه‌های دارو برای راه‌حل‌های بالقوه استفاده می‌کردند، اما فقط می‌توانستند این کار را با کسری از سرعت و مقیاس لازم انجام دهند. قدرت محاسباتی SyntheMol – و این واقعیت که توهم ایجاد می کند – به محققان این امکان را داد تا راه حل هایی را برای AMR با کارایی جدید کشف کنند.

زو گفت: «این هوش مصنوعی واقعاً در حال طراحی و آموزش این بخش کاملاً جدید از فضای شیمیایی است که انسان قبلاً آن را کاوش نکرده است.

محققان SyntheMol را بر روی کتابخانه ای از “بلوک های سازنده مولکولی” و واکنش های شیمیایی آموزش دادند. آنها اطلاعاتی را در مورد اینکه کدام مواد شیمیایی در حال حاضر علیه اسینتوباکتر بومانی کار می کنند را به عنوان یک راهنما شامل می شوند. به گفته استنفورد، این مدل “حدود 25000 آنتی بیوتیک احتمالی و دستور تهیه آنها را در کمتر از 9 ساعت تولید کرد.”

همچنین: توسعه چابک می‌تواند قدرت هوش مصنوعی مولد را باز کند – در اینجا نحوه انجام آن آورده شده است

در ابتدا، SyntheMol کمی بیش از حد تخیلی بود، و ترکیباتی را ایجاد کرد که امکان وجود نداشت، بنابراین محققان نرده‌های محافظ اضافه کردند. نتایج بسیار واقعی تر بود. برای اطمینان از مقاوم نشدن باکتری‌ها به این دستور العمل‌های جدید، محققان ترکیباتی را که مشابه آنتی‌بیوتیک‌های مؤثر فعلی بودند، فیلتر کردند.

زو گفت: «اکنون ما نه تنها مولکول‌های کاملاً جدید، بلکه دستورالعمل‌های صریح برای چگونگی ساخت این مولکول‌ها نیز داریم.

محققان ترکیبات پیشنهادی SyntheMol را برای زنده ماندن محدود کردند. شرکت شیمیایی Enamine توانست 58 ترکیب را در آزمایشگاه ایجاد کند. شش مورد توانستند یک سویه مقاوم از باکتری را در زمان آزمایش از بین ببرند، و دو مورد به مراحل آزمایش روی موش‌ها رفته‌اند.

ترکیبات جدید همچنین در مبارزه با سایر باکتری های عفونی که می توانند به آنتی بیوتیک مقاوم شوند، از جمله E. coli، MRSA و آنهایی که می توانند باعث مننژیت و ذات الریه شوند، نویدبخش هستند. محققان در حال حاضر SyntheMol را بهینه سازی کرده و با تیم های دیگر کار می کنند تا ببینند آیا این مدل می تواند برای کشف داروهای احتمالی بیماری قلبی نیز مورد استفاده قرار گیرد.