科学家呼吁全球全力打造人工智能虚拟细胞
作者：by Andrew Myers, Stanford University
来自斯坦福大学、基因泰克和陈-扎克伯格计划的一组研究人员注意到人工智能的最新进展和有关人类生物学的大规模实验数据的存在已经达到了临界点，他们表示科学面临着“前所未有的机遇”利用人工智能（AI）创建世界上第一个虚拟人体细胞。这样的细胞将能够代表和模拟人类生物分子、细胞以及最终组织和器官的精确行为。
“对人体细胞进行建模可以被认为是生物学的圣杯，”斯坦福大学工程学院和医学院生物工程和病理学副教授、新文章在日记中细胞提议全球共同努力创建世界上第一个人工智能虚拟单元。“人工智能提供了直接从数据中学习并超越假设和预感来发现复杂生物系统的新兴特性的能力。”
伦德伯格的资深作者同事包括两位斯坦福大学同事：史蒂芬·奎克（Stephen Quake），陈-扎克伯格计划的生物工程教授和科学主任，尤尔·莱斯科维奇（Jure Leskovec），工程学院计算机科学教授，以及人工智能负责人西奥法尼斯·卡拉莱索斯（Theofanis Karaletsos）。陈·扎克伯格倡议的科学情报和基因泰克研究执行副总裁阿维夫·雷格夫。
卓越的承诺
这样的合成细胞模型可以让我们更深入地了解化学、电力、机械以及其他使健康变得健康的力和过程之间的复杂相互作用。人体细胞工作，并揭示导致细胞功能障碍或死亡的疾病的根本原因。
也许更有趣的是，人工智能虚拟细胞还可以让科学家在计算机上而不是活体细胞和生物体上进行计算机实验。这种能力将扩大人类对人类生物学的理解，并加速寻找新疗法、药物，甚至可能治愈疾病。
癌症生物学家可能会模拟某些突变如何使健康细胞变得恶性。
微生物学家有一天可能会预测病毒对受感染细胞甚至宿主生物体的影响。有一天，医生可能会在患者的“数字双胞胎”上测试治疗方法，从而加速实现更快、更具成本效益和更安全的个性化医疗的长期承诺时代。
然而，作者表示，人工智能虚拟单元需要实现三个结果才能被认为是成功的。首先，它需要使研究人员能够创建跨物种和细胞类型的通用表示。它还必须准确预测细胞功能、行为和动力学并理解细胞机制。最后但并非最不重要的一点是，人工智能虚拟细胞将允许在计算机上进行实验来测试假设并指导数据收集，从而以远低于今天的速度和成本扩展虚拟细胞的能力。
全球合作
在作者所说的科学“三连胜”中，人工智能开创了一个具有预测性、生成性和可查询性的工具时代，但创建虚拟细胞所需的大量原始生物数据还不够。不可否认。相比之下，作者指出，美国国立卫生研究院编译的 DNA 测序数据仓库（称为 Short Read Archive）现在包含超过 14 PB 的数据，比用于训练 ChatGPT 的数据集大一千倍。
实现人工智能虚拟细胞并不容易。这将需要在遗传学、蛋白质组学、医学影像以及学术界、工业界和非营利组织的全球利益相关者之间的密切合作伙伴关系。与此同时，作者谨慎地指出，任何针对人工智能虚拟细胞的工作都应该假设所得模型将不受限制地提供给整个科学界。
伦德伯格断言：“这是一个庞大的项目，与基因组项目相当，需要跨学科、行业和国家的合作，我们知道功能齐全的模型可能需要十年或更长时间才能实现。”“但是，随着当今人工智能能力的快速扩展以及我们庞大且不断增长的数据集，科学界团结起来并开始彻底改变我们理解和建模生物学的方式的时机已经成熟。”
更多信息：Charlotte Bunne 等人，如何利用人工智能构建虚拟单元：优先事项和机遇，细胞（2024）。DOI：10.1016/j.cell.2024.11.015
期刊信息： 细胞
引文：科学家呼吁全球全力打造人工智能虚拟细胞（2024 年 12 月 12 日）检索日期：2024 年 12 月 12 日来自 https://phys.org/news/2024-12-scientists-global-effort-ai-virtual.html
本文档受版权保护。除了出于私人学习或研究目的的任何公平交易外，不得未经书面许可，不得复制部分内容。所提供的内容仅供参考。
关于《科学家呼吁全球全力打造人工智能虚拟细胞》的评论
暂无评论