מארק צוקרברג ופריסילה צ'אן הכריזו היום על השקת יוזמה ראשונה מסוגה המשלבת בינה מלאכותית גבולית וביולוגיה גבולית כדי להאיץ באופן דרמטי את ההתקדמות המדעית לקראת הבנה וטיפול במחלות אנושיות.
מאז הקמתה ב-2016, הצוותים הרב-תחומיים של מדענים ומהנדסים של Biohub פיתחו טכנולוגיות פורצות דרך לצפייה, מדידה ולתכנת ביולוגיה ברמה התאית. הארגון בנה את מערכי הנתונים הגדולים ביותר של תא בודד והקים מחשוב בקנה מידה גדול המוקדש למחקר ביולוגי – משאבים שלא קיימים בשום מקום אחר.
כיום, התקדמות בבינה מלאכותית פותחת גבולות חדשים למדע. כדי לפגוש את הרגע הזה, ביוהוב משיקה את היוזמה המדעית הראשונה בקנה מידה גדול המוקדשת לקידום בינה מלאכותית לביולוגיה. ארגון המחקר הביו-רפואי נמצא במיקום ייחודי להוביל את המאמץ הזה, המשלב יכולת מחשוב ברמה עולמית, מחקר והנדסה בינה מלאכותית, וטכנולוגיות ניסויים והדמיה מתקדמות.
כשהתחלנו, המטרה שלנו הייתה לעזור למדענים לרפא או למנוע את כל המחלות במאה הנוכחית. עם ההתקדמות בתחום הבינה המלאכותית, אנו מאמינים כעת שזה אפשרי הרבה יותר מוקדם. האצת המדע היא ההשפעה החיובית ביותר שאנו חושבים שאנו יכולים לעשות. אז אנחנו הולכים על ביולוגיה מונעת בינה מלאכותית לפרק הבא שלנו."
מארק צוקרברג, מייסד שותף של Biohub
כדי להאיץ את העבודה הזו, EvolutionaryScale, מעבדת מחקר בינה מלאכותית וחברה לתועלת הציבור, שיצרה מערכות בינה מלאכותית פורצות דרך למדעי החיים, תצטרף ל-Biohub. אלכס ריבס, המייסד והמדען הראשי של EvolutionaryScale – ומדען מחשבים הידוע בעבודות חלוציות בפתיחת תחום מודלים של שפות בינה מלאכותית בביולוגיה – ישמש כראש המדע, ויוביל אסטרטגיית מחקר משולבת על פני ביולוגיה ניסויית, נתונים ובינה מלאכותית.
"ההתקדמות בבינה מלאכותית כבר מתחילה לתת לנו כלים חדשים להבין ולהנדס ביולוגיה", אמר ראש המדע אלכס ריבס. "כאשר אנו מפגישים בין בינה מלאכותית גבולית, עם יצירת נתונים ביולוגיים בקנה מידה, ומדע ניסויי יצירתי, ייתכן שניתן יהיה להאיץ מאוד את הקצב שבו ניתן למצוא תגליות מדעיות חדשות בסיסיות".
הצוות המשולב של מדענים, מהנדסים וחוקרי בינה מלאכותית יפתחו את מערכי הנתונים, טכנולוגיות המעבדה וחידושי המודל הדרושים לבניית הדור הבא של מערכות בינה מלאכותית כדי להניע את עתיד הגילוי הביולוגי וחקר המחלות. כדי לתדלק מאמצים אלה, Biohub מרחיבה את קיבולת המחשוב שלה פי עשרה, ל-10,000 GPUs עד 2028, ומתעלת את משאביה ליצירת נתונים וביולוגיה ניסויית.
Biohub התחייבה לארבעה אתגרים גדולים מדעיים: פיתוח מודל מאוחד מבוסס AI של התא כדי לחזות ולהבין כיצד תאים מתנהגים בגוף האדם; קידום מערכות הדמיה מתקדמות כדי להמחיש תהליכים ביולוגיים מורכבים בקנה מידה חסר תקדים; יצירת מכשור חדש לניטור ומווסת דלקת בזמן אמת; ושימוש בבינה מלאכותית כדי לתכנת מחדש ולרתום את המערכת החיסונית לגילוי מוקדם, מניעה וטיפול במחלות. יחד, מאמצים אלה שואפים לפענח את פעולתה הפנימית של הביולוגיה האנושית ולאפשר פריצות דרך מדעיות ורפואיות.
"כשעבדתי כרופא ילדים ב-UCSF, טיפלתי בילדים עם מחלות שמצבן היו, במקרים רבים, עדיין מסתורין למדע", אמרה פריסילה צ'אן, מייסדת Biohub. "מה שרציתי יותר מכל היה דרך לראות מה קורה בתוך התאים שלהם – איך מוטציות גנטיות באות לידי ביטוי בסוגי תאים שונים ומה בדיוק מתפרק. עד עכשיו, הבנה מסוג זה הייתה מחוץ להישג יד. AI משנה את זה. בפעם הראשונה, יש לנו פוטנציאל לדגמן ולחזות את הביולוגיה של המחלה בדרכים שיכולות לחשוף ואיך אפשר לטפל בה חדש".
חזון לביולוגיה המונעת בינה מלאכותית
יוזמת הביולוגיה המונעת על ידי בינה מלאכותית של Biohub שואפת ליצור מערכות בינה מלאכותית עוצמתיות שיכולות לחשוב על ביולוגיה ולייצג אותה כדי להאיץ את המדע:
-
ביולוגיה וירטואלית: ככל שאנו בונים ייצוגים דיגיטליים בנאמנות גבוהה של מולקולות, גנומים, תאים ומערכות חיות, נוכל יותר ויותר לשאול שאלות מדעיות בצורה דיגיטלית – לערוך ניסויים וירטואליים בקנה מידה ובקצב הרבה מעבר למה שאפשרי במעבדה. ייצוגים דיגיטליים של ביולוגיה יאפשרו למדענים לדמות תוצאות ניסויים ולחקור מערכות ביולוגיות במהירות ובעומק חסרי תקדים, מה שיאפשר להם לשאול ולענות על שאלות בסיסיות בדרכים שלא היו אפשריות קודם לכן.
-
גילוי מואץ: אנו פועלים בו-זמנית לקראת בינה מלאכותית מדעית שיכולה לנמק, ללמוד מהם ולסנתז את הנתונים המדעיים של העולם, כדי לחשוף תובנות בסיסיות ולהאיץ את הקצב שבו ניתן למצוא גילויים מדעיים חדשים.
Biohub תחקור, תבנה ותרחיב את הטכנולוגיות החזקות הללו – ותהפוך אותן לזמינות למדענים כדי להניע התקדמות בסיסית בביולוגיה ויישומים רפואיים חזיתיים. ככל שאנו מתקדמים במערכות מסוג זה, אנו מאמינים שבסופו של דבר עשוי להיות אפשרי להשיג עשרות שנים של תגליות בחודשים.
אנו מאמינים שזה יתחבר כדי לפתוח רפואת גבול. בינה מלאכותית יכולה לאפשר התקדמות כמו גילוי מוקדם של מחלות, ניטור ומניעה; תרופות סלולריות הניתנות לתכנות; תרופות מותאמות אישית, המבוססות על עריכת גנים; וגישות למניעה וריפוי של מחלות דלקתיות וכרוניות.
אבני דרך מוקדמות: מערכת חיסון וירטואלית ודגמי AI חדשים
בעוד Biohub בונה לקראת מפת הדרכים ארוכת הטווח הזו, היום אנו גם חולקים מספר עדכונים על העבודה שלנו בתהליך:
Biohub משיקה את מערכת החיסון הווירטואלית, מאמץ דגל למודל המורכבות העצומה של מערכת החיסון האנושית. המטרה היא לשנות את ההבנה של המדע האימונולוגי – פתיחת הדלת לבריאות האדם הנדסית, הדמיית טיפולים חיסוניים, תכנות מחדש של תאים לא מתפקדים ומניעת מחלות לפני שהן מופיעות.
בנוסף, Biohub מזמינה באופן חופשי שלושה דגמים חדשים בפלטפורמת התאים הווירטואליים שלה:
- VariantFormer: מודל המתרגם ישירות וריאציות גנטיות אישיות לדפוסי פעילות גנים ספציפיים לרקמות;
-
CryoLens: מודל מקצה לקצה, מאומן מראש, בקנה מידה גדול עבור cryoET המספק ניתוח דמיון מבני ללא פיקוח; ו
-
scLDM: מודל AI חדש שיכול לייצר נתונים מציאותיים של תא בודד בסיליקו בנאמנות חסרת תקדים.
אלה משלימים מודלים מובילים אחרים שהפכו לזמינים לאחרונה, כולל GREmLN, מודל מודע לגרפים להבנת האופן שבו רשתות ויסות גנים שולטות בהתנהגות תאים, ו-rBio, מודל שפה גדול לשיחות שנועד לבצע חשיבה ביולוגית ולהפוך את הידע המדעי לנגיש יותר, ומודלים אחרים, המספקים פלטפורמה מקיפה למחקר מבוסס בינה מלאכותית בביולוגיה.
התקדמות מהירה בטכנולוגיה מניעה מהפכה במדעי החיים – שם בינה מלאכותית וביולוגיה וירטואלית מעצבות את העידן הבא של גילוי ביולוגי. Biohub, מאז ימיה הראשונים, תמשיך לשתף פעולה באחריות עם הקהילה המדעית העולמית, ומערכי נתונים ומודלים ישותפו בחופשיות כדי לדמוקרטיזציה של גישה לטכנולוגיות מתקדמות למחקר וגילוי.
