Как специалисту по научным коммуникациям, настроенному скептически, мне часто приходится переступать тонкую грань. Новые научные и технологические разработки могут быть удивительными, но они часто сопровождаются шумихой. Я хочу поощрять энтузиазм в отношении науки и хочу поделиться изумлением и радостью, которые я испытываю после последних открытий. Но очень важно отделять шумиху от реальности, умерять наш энтузиазм реализмом и не забегать вперед науки. Это может быть очень тонкая грань, на которую я должен сознательно обращать внимание.
Я обнаружил, что достичь этой цели с помощью искусственного интеллекта (ИИ) особенно сложно, особенно в последнее время. В частности, за последние несколько лет были достигнуты удивительные успехи в области применения ИИ, и в 2022 году такие приложения, как DALLE-2, Midjourney и ChatGPT, продемонстрировали общественности мощь и разрушительный потенциал ИИ. Трудно переоценить, насколько мощными могут быть эти узкие приложения для искусственного интеллекта, но в то же время их легко переоценивать другими способами. Я думаю, что это часто сводится к следующему – люди обычно (даже эксперты, исторически сложилось так) недооценивают потенциал узкого ИИ (приложений ИИ, которые выполняют определенную функцию и не являются сознательными или не обладают общим интеллектом). В то же время они склонны переоценивать то, как скоро мы увидим ИИ в целом, или линейно экстраполируют текущие достижения в области ИИ на будущее.
Например, с такими приложениями, как Midjourney и ChatGPT, насколько далеко продвинутся подобные приложения при экстраполяции современных технологий? Они, безусловно, станут лучше через 5 и 10 лет, но превратятся ли они во что-то по-настоящему творческое? И имеет ли это вообще значение? Будут ли у этих приложений какие-то ограничения или они будут развиваться и станут неотличимы от создателей-людей?
Тем временем программисты продолжают демонстрировать мощь и потенциал современной технологии искусственного интеллекта, основанной на массивных массивах данных и все более мощных компьютерах. Возможно, наиболее преобразующие приложения – это те, которые работают на фоне общественного сознания и направлены на ускорение исследований и технологических разработок. Одной из областей, где ИИ становится особенно эффективным, является разработка лекарств.
Разработка лекарств по самой своей природе созрела для применения ИИ. Существует астрономическое количество потенциальных химических соединений, которые могут взаимодействовать различными способами со сложными биологическими системами. Это обширное “пространство”, в котором может функционировать разработка лекарств. Традиционные методы поиска новых лекарств в этом невероятно обширном концептуальном пространстве включают в себя использование природных химических веществ, которые оказывают известное воздействие на животных или людей (по сути, использование всех методов проб и ошибок, уже примененных эволюцией). Разработчики лекарств также разработали каталоги химических структур и их известных эффектов, которые помогут им предсказать, что может сделать новое химическое соединение. Но их прогнозы должны быть проверены на клетках и животных, прежде чем, в конечном счете, на людях. Уже много лет разработчики лекарств используют компьютерное моделирование для получения первоначальных прогнозов химической структуры и функций, чтобы повысить вероятность успешного тестирования на биологических моделях.
И теперь разработчики лекарств могут использовать искусственный интеллект для проведения симуляций, обработки огромных массивов данных и составления прогнозов о структуре и функциях лекарств. Это, пожалуй, идеальное приложение для ИИ – исследование обширного концептуального пространства для поиска иголок в огромных стогах сена. Этот процесс может заменить множество дорогостоящих и отнимающих много времени проб и ошибок на этапе биологических исследований. Недавнее исследование подтвердило, по крайней мере, одно применение искусственного интеллекта при разработке лекарств – в разработке полимерных инъекционных препаратов длительного действия (LAI).
Идея LAI заключается в улучшении соблюдения требований, снижении ежедневной нагрузки, связанной с приемом лекарств, повышении эффективности и уменьшении побочных эффектов. У лекарств есть период полураспада в организме, и это часто является проблемой при разработке лекарств. Если период полураспада лекарства слишком короткий, даже если в остальном это идеальное лекарство, это может сделать его бесполезным. Разработчики лекарств разработали методы увеличения периода полувыведения лекарств, включая технологию пролонгированного высвобождения, так что их нужно принимать всего один или два раза в день. Это существенно влияет на соблюдение режима приема. В одном обзоре:
За 3428 дней наблюдения показатели соблюдения режима лечения составили в среднем 76%: 87% из назначенных один раз в день, 81% из назначенных два раза в день, 77% из назначенных три раза в день и 39% из назначенных четыре раза в день доз были приняты в соответствии с предписаниями.
Четыре или более раз в день, по сути, нецелесообразно. Но даже при приеме лекарств, которые необходимо принимать три раза в день, пациенты пропускают почти четверть доз. Для некоторых фармацевтических применений важно поддерживать стабильный уровень глюкозы в крови. Поэтому иногда необходимо принимать лекарства чаще, чтобы выровнять их уровень в крови. Еще один способ взглянуть на это так: чем реже вы принимаете лекарство, тем выше максимальный уровень и ниже минимальный уровень в крови. Это может привести к увеличению побочных эффектов во время пиковых доз и снижению эффективности во время низких доз.
Одним из решений всего этого является LAI. Представьте, что вам делают инъекцию раз в месяц, а затем вам не нужно беспокоиться о приеме таблеток один или несколько раз в день, вы всегда носите их с собой, когда путешествуете, сохраняете лекарства в целости и сохранности, не теряете и не проливаете их, а также поддерживаете оптимальный уровень глюкозы в крови с течением времени. Но разработка LAIS может быть сложной задачей, особенно для обеспечения длительного и стабильного высвобождения активного лекарственного средства. Вот тут-то и пригодится искусственный интеллект. В недавнем исследовании были рассмотрены опубликованные результаты использования искусственного интеллекта для разработки полимерных LAIS. Они обнаружили:
Здесь мы показываем, что алгоритмы машинного обучения могут быть использованы для прогнозирования экспериментального высвобождения лекарств из этих передовых систем доставки лекарств. Мы также демонстрируем, что эти обученные модели могут использоваться для разработки новых инъекционных препаратов длительного действия.
В принципе, процесс, управляемый искусственным интеллектом, работает. Это может привести к значительному снижению затрат на эксперименты методом проб и ошибок и увеличить скорость разработки. Вряд ли такой прогресс привлечет внимание общественности (как это может сделать программа по созданию произведений искусства, подобная Midjourney), но он более глубокий. Это работает в фоновом режиме, и вам нужно немного знать о медицине и разработке лекарств, чтобы оценить, какая это революция.
Что я вижу в своей клинике, так это то, что пациенты с удовольствием пользуются преимуществами новейших медицинских технологических разработок, будь то лекарственные препараты или что-то еще, но мало ценят длительный научный процесс, который приводит к их лечению. Это не осуждение – зачем им это? Если вы не занимаетесь наукой и не следите внимательно за новостями такого рода, это, по большей части, черный ящик. Эксперт мог бы написать книгу о 30-летней истории многочисленных научных исследований и технологических разработок, которые привели, например, к созданию новейших методов лечения мигрени с помощью моноклональных антител. В ближайшем будущем в таких книгах будет рассказано о долгой истории технологий искусственного интеллекта и о том, как они повлияли на этот процесс. Публика в основном видит только конечный результат.
Я действительно считаю, что для широкой публики полезно лучше понимать процесс, по крайней мере, концептуально, если не в деталях. Это необходимо для того, чтобы общественность продолжала поддерживать научные учреждения и исследования. Новейшие методы лечения, которыми они пользуются, не берутся из ниоткуда. Кроме того, возможно, это сделает людей в целом менее восприимчивыми к новейшим достижениям медицинской лженауки. Если они будут в какой-то мере ценить этот процесс, возможно, они с меньшей вероятностью поверят рассказам о чудесных открытиях гениев-одиночек за пределами системы.
Тем временем такие технологии, как искусственный интеллект, будут продолжать стремительно преобразовывать наш мир, действуя в основном в фоновом режиме.
