Штучний інтелект тепер може створювати лікарські препарати?

AI, Робот, Штучний інтелект
Alex Knight

Нове досягнення Університету Північної Кароліни полягає в тому, що тепер штучний інтелект може навчити самого себе розробляти нові молекули лікарських препаратів з нуля. Крім того, він має істотний потенціал, щоб різко прискорити розробку нових ліків.

Система машинного навчання неперервно покращується та викликає бурхливі етичні та філософські обговорення щодо її впливу на людство та планету. Нове дослідження демонструє позитивний результат, отриманий творчою організацією науковців ReLeaSE.

Система ReLeaSE (Reinforcement Learning for Structural Evolution) – це комп’ютерна програма, яка складається з двох нейронних мереж. Одна з них грає роль вчителя, інша – учня. Такий підхід отримав назву глибинного навчання. “Вчитель” знає приблизно 1,7 млн відомих біологічно активних молекул, які виступають ніби лінгвістичними правилами за словником хімічних структур. Працюючи з вчителем, студент з часом покращує свої знання, пропонуючи молекули, які можуть бути корисними для створення нових ліків.

“Якщо ми порівняємо цей процес з вивченням мови, то після того, як студент дізнається молекулярний алфавіт та правила, він може створювати нові ‘слова’ з молекул”,

– розповів один з членів команди дослідників Олександр Тропша.

За словами дослідника, під час створення нової молекули, “вчитель” аналізує її ефект та дозволяє або заперечує її використання, тим самим мотивуючи “учня” уникати “поганих” молекул.

SMILES – системи правил, що допомагає записати хімічну сполуку у вигляді рядка символів.

Дві глибинні нейронні мережі мають назву генеративні та прогнозні. Перша навчається за допомогою запам’ятовування для створення реалістичних рядків.

Прогнозовані моделі виводяться, власне, для прогнозування бажаних властивостей нових компонентів, що утворюються. На першому етапі цього методу генеративні та прогнозні моделі навчаються окремо з контрольованим алгоритмом навчання. На другому етапі обидві моделі навчаються спільно з підходом до створення нових хімічних структур з тих молекул, які мають бажані фізичні чи біологічні властивості. Саме так і виглядає “вчитель” та “учень” для науковців.

ReLeaSE – це потужне нововведення для віртуального скринінгу, що дозволяє вченим оцінювати наявні великі хімічні бібліотеки. Дослідники порівнюють систему з системою замовлень в ресторані: зазвичай клієнт робить замовлення, обмежуючись меню. Компанія ж у свою чергу пропонує надати продуктовий магазин та особистого шеф-кухаря, який зможе створити будь-яку бажану страву.

Команда науковців вже розробила молекули з індивідуальними фізичними властивостями, такими як точка плавлення та розчинність у воді. Вони продовжують розробляти нові хімічні сполуки та планують патентувати їх для майбутньої реалізації в житті. Такий винахід суттєво зменшує необхідний для створення нового препарату час.

Science Advances (2018), doi: 10.1126/sciadv.aap7885

Якщо ви знайшли помилку, будь ласка, виділіть фрагмент тексту та натисніть Ctrl+Enter.

12 Shares:
Перегляньте також
Дослідження в Південному океані
Далі

Українські науковці повертаються до дослідження Південного океану – вперше з 2001 року

13 листопада група українських вчених вперше після 17-річної перерви вирушила в дослідницьку експедицію з вивчення стану Південного океану.
Зоряна система HD 142527
Далі

Складна еволюція протопланетних дисків: нові спостереження спростовують стару теорію

Протягом останніх кількох століть думки про утворення Сонячної системи значно змінилися. Серед безлічі, інколи досить екзотичних теорій, поступово…
Галактичний прото-суперкластер Гіперіон
Далі

Нащадок космічного титана: астрономи відкрили галактичний прото-суперкластер Гіперіон

Щойно відкрита космічна структура під назвою Гіперіон – це найбільша та наймасивніша структура з досі відомих. Галактичний прото-суперкластер рекордно…
Далі

Походження мешканців Південно-Східної Азії виявилося більш заплутаним, ніж вважалося

Велика група вчених із різних країн провела генетичне дослідження решток людей, що жили у Південно-Східній Азії у доісторичну…