- PVSM.RU - https://www.pvsm.ru -
Планария удивлена прогрессом в области ИИ / Википедия
Впервые при помощи искусственного интеллекта учёными-биологами было получено [1]решение задачи, над которой они бились более 100 лет. Ими была получена модель, в соответствии с которой плоские черви планарии [2] отращивают утерянные части тела. Это не только первая биологическая модель, полученная искусственным интеллектом, но и в принципе первая подробная модель этого процесса.
Чтобы приблизить мечту человека о выращивании новых органов [3], учёным требуется понять точный механизм того, как эти органы вырастают у живых организмов. С одной стороны, более-менее известна роль ДНК и генетических компонентов организмов на молекулярном уровне. С другой стороны, непонятно, как на основании этой информации клетки выстраиваются до нужного размера, формы и ориентации. Такими исследованиями и занимаются в частном университете Тафтса [4], США.
"Большинство современных моделей регенерации — это диаграммы и генетические эксперименты, из которых видно, какие гены за что отвечают. Отлично — но из этого никак не следует, какую же результирующую форму примет организм. Непонятно, как просчитать, что получится из этого набора генов — дерево, осьминог или человек«,- говорит профессор биологии и директор центра регенерации и эволюционной биологии Тафтса, Майкл Левин.
«Большинство моделей показывают некоторые необходимые для этого процесса компоненты, но не показывают, что именно и как влияет на форму. Нам нужны алгоритмы и модели построения организма, которым можно было бы точно следовать и которые бы не были непонятными или двусмысленными. Делаешь по рецепту, и получаешь нужную форму».
Левин в соавторстве с Дэниелем Лобо разработали компьютерный алгоритм, который, используя эволюционные вычисления, строит генетические регуляторные сети. Эти сети, постепенно эволюционируя, учатся предсказывать результаты экспериментов, которые были проведены в реальных лабораториях.
Регуляторные генетические сети [5] в клетках представляют собой наборы различных сегментов ДНК, которые взаимодействуют друг с другом опосредованно, и отвечают за генерацию определённых белков. Учёные искали регуляторную сеть, которая бы, будучи исполненной в каждой клетке виртуального червя, привела к тем же результатам, что и лабораторные эксперименты.
Обучаясь на результатах исследований, алгоритм, в конце концов, научился правильно предсказывать результаты лабораторных экспериментов и выдал модель работы регуляторных сетей. В результате, говорит Левин, была получена единственная существующая на сегодня механистическая модель, которая объясняет [6], как именно генетический код превращается в живого червя.
«Одним из удивительных открытий стало то, что найденная алгоритмом модель не получилась сложной, запутанной и недоступной для понимания человеком. Напротив, это довольно простая модель, которую легко можно понять,- говорит Левин. — Всё это демонстрирует тот факт, что ИИ может помогать во всех областях науки — не только в обработке больших объёмов данных, но и в поисках значения этих данных».
Автор: SLY_G
Источник [7]
Сайт-источник PVSM.RU: https://www.pvsm.ru
Путь до страницы источника: https://www.pvsm.ru/ii/91749
Ссылки в тексте:
[1] учёными-биологами было получено : http://www.science20.com/news_articles/ai_does_science_first_model_of_regeneration_discovered_by_nonhuman_intelligence-155991
[2] планарии: https://ru.wikipedia.org/wiki/Планарии
[3] выращивании новых органов: http://geektimes.ru/post/251630/
[4] университете Тафтса: https://ru.wikipedia.org/wiki/Университет_Тафтса
[5] Регуляторные генетические сети: https://en.wikipedia.org/wiki/Gene_regulatory_network
[6] которая объясняет: http://journals.plos.org/ploscompbiol/article?id=10.1371/journal.pcbi.1004295
[7] Источник: http://geektimes.ru/post/251676/
Нажмите здесь для печати.