امید تازه برای بیماران آلزایمر و پارکینسون
هوش مصنوعی آلفافولد ۲ توانست نقشهی دقیق اجزای سازندهی بدن انسان را ترسیم کند تا راه درمان بیماریهای لاعلاجی همچون سرطان و آلزایمر پس از نیم قرن بلاتکلیفی، هموار شود.
گروه علم و پیشرفت خبرگزاری فارس - در یک روز دسامبر ۲۰۲۰، صفحه مانیتور آندری کریستوف در دانشگاه کالیفرنیا، دیویس، اعدادی را نمایش میداد که میتوانست سرنوشت زیستشناسی مدرن را تغییر دهد.کریستوف به عنوان یکی از داوران ارشد مسابقات بینالمللی «کاسپ» (CASP) عادت داشت که دادههای ارسالی از آزمایشگاههای سراسر جهان را با دقت و بدبینی بررسی کند اما آنچه در سیزدهمین دوره این مسابقات موسوم به «کاسپ ۱۴» روی میز کارش قرار گرفت با تمام تجربههای پنجاه ساله او در تضاد بود.در آن لحظه سکوت سنگینی بر فضای پژوهشی حاکم شد زیرا نمودارهای مقایسهای نشان میدادند که یک مدل محاسباتی توانسته است معضلی را حل کند که نسلها از دانشمندان را در آزمایشگاههای شیمی و فیزیک ناکام گذاشته بود.داستان از آنجا آغاز میشود که زیستشناسان برای درک عملکرد پروتئینها به ساختار سهبعدی آنها نیاز داشتند و تعیین این ساختار با روشهای سنتی مانند کریستالوگرافی اشعه ایکس فرآیندی بسیار پرهزینه، زمانبر و اغلب غیرممکن بود.
گره کور علمی شکست
گاهی اوقات صرفاً برای تعیین شکل یک پروتئین ماهها یا سالها وقت یک تیم تحقیقاتی صرف میشد و هزینهها به میلیونها دلار میرسید.این گره اصلی در مسیر پیشرفت علم باعث شده بود که درمان بسیاری از بیماریهای لاعلاج که ریشه در ناشناخته بودن ساختار پروتئینها داشتند در هالهای از ابهام باقی بماند اما در ۳۰ نوامبر ۲۰۲۰ در جریان کنفرانس مجازی «کاسپ ۱۴» معادله تغییر کرد.در سوی دیگر این ماجرا تیمی از محققان در شرکت «دیپمایند» در لندن زیر نظر دمویس هاسابیس و جان جانلت مشغول کار بودند. هاسابیس بنیانگذار «دیپمایند» که پیشتر یک شطرنجباز نابغه بود باور داشت که هوش مصنوعی میتواند به بزرگترین چالشهای بشریت پاسخ دهد.
کدها جایگزین لولههای آزمایش شدند
او و جانلت دانشمند ارشد پروژه معماری شبکههای عصبی را طوری طراحی کردند که بتواند فاصلههای جفتشده بین آمینواسیدها را پیشبینی کند.در آزمایشگاههای «دیپمایند» برخلاف فضای سنتی آزمایشگاههای بیوشیمی که بوی مواد شیمیایی و صدای دستگاههای سانتریفیوژ در آن میپیچید سکوت پردازندهها و نور آبی مانیتورها حکمفرما بود.در آنجا به جای لولههای آزمایش کدهای پیچیده پایتون و تنسورفلو در حال جوشش بودند تا رازهای طبیعت را رمزگشایی کنند. لحظه اوج این داستان علمی زمانی رخ داد که نتایج مسابقه اعلام شد.امتیاز «جیدیتی» (GDT) که معیار سنجش دقت پیشبینی است برای مدل «آلفافولد ۲» به عدد باورنکردنی ۹۲.۴ رسید.
شوک تاریخی در جامعه علمی
در اصطلاح علمی امتیاز بالای ۹۰ به معنای دقتی است که با روشهای آزمایشگاهی برابری میکند. آندری کریستوف در واکنش به دیدن این نتایج با لحنی که ترکیبی از شوک و تحسین بود صریحاً اظهار داشت که من در این زمینه کار میکنم و این نتایج برای من غیرقابل باور است.او افزود که ما اکنون به دقتی رسیدهایم که با روشهای آزمایشگاهی برابری میکند و مشکل ۵۰ ساله حل شده است.این جمله نقطه عطفی بود که مرزهای دانش انسانی را جابهجا کرد. جان جانلت طراح ارشد سیستم در توصیف این دستاورد در مصاحبهای با مجله معتبر «نیچر» توضیح داد که آنها واقعاً تا لحظه دیدن نتایج مطمئن نبودند که آیا این کار ممکن است یا خیر.
زمان محاسبات از ماهها به دقیقهها کاهش یافت
او تاکید کرد که این سیستم توانست آنچه را که ماهها تلاش در آزمایشگاه میطلبید در عرض حدود ۳۰ دقیقه محاسبه کند. این کاهش چشمگیر زمان و هزینه رابطه علت و معلولی جدیدی را در علم ایجاد کرد.دمویس هاسابیس نیز در وبلاگ رسمی شرکت در همان تاریخ نوشت که این یک لحظه مهم برای تاریخ علم است و من معتقدم این بزرگترین مشارکت هوش مصنوعی در پیشرفت دانش علمی تا به امروز است.پس از گذشت حدود هفت ماه از شوک اولیه در ۲۲ ژوئیه ۲۰۲۱ این دستاورد به یک استاندارد علمی پذیرفته شده تبدیل شد. در این روز مقاله کامل و همتایابی شده پروژه در مجله «نیچر» با عنوان پیشبینی ساختار پروتئین با دقت آزمایشگاهی توسط هوش مصنوعی منتشر شد.
دادههای گرانبها در اختیار عموم قرار گرفت
اما مهمتر از مقاله اقدام «دیپمایند» در همان روز بود. آنها کدهای منبع «آلفافولد» را به صورت «اوپنسورس» (Open Source) منتشر کردند و بانک اطلاعاتی ساختار ۳۵۰ هزار پروتئین را در اختیار عموم قرار دادند.این اقدام که ناشی از تعهد هاسابیس به استفاده از تکنولوژی در خدمت بشریت بود درهای جدیدی را به روی دانشمندان سراسر جهان گشود. تاثیر این رویداد فراتر از یک رکورد علمی بود.با شناختن ساختار دقیق پروتئینها مسیر درمان بیماریهایی مانند آلزایمر، پارکینسون و سرطان که به دلیل تا شدن نادرست پروتئینها ایجاد میشوند هموار شد. دانشمندان حوزه داروسازی معتقدند که این ابزار فرآیند کشف دارو را تا ده سال جلو میاندازد.
علم وارد عصر جدیدی شد
اکنون با نگاهی به گذشته میتوان دید که چگونه ترکیب هوش مصنوعی و زیستشناسی در آن روزهای دسامبر ۲۰۲۰ دیواری ۵۰ ساله را فرو ریخت و علم را وارد عصری جدید کرد. عصری که در آن ماشینها نه تنها محاسبه میکنند بلکه به درک عمیق زندگی کمک میکنند.
15:23 - 2 بهمن 1404