בריאות
מדעני חלבון ובינה מלאכותית הולכים ראש בראש
צוות של מדעני חלבון מאוניברסיטת רוטגרס התמודד ראש בראש מול תוכנית מחשב.
התראת ספוילר: הבינה המלאכותית ניצחה. אבל רק לפי שערה.
התאמת בני אדם נגד AI
מדענים החליטו שהם רוצים לערוך ניסוי שיתאים לאדם עם הבנה עמוקה של עיצוב חלבון והרכבה עצמית מול תוכנת מחשב אינטליגנטית מלאכותית עם יכולות חיזוי. בראש רשימת המדענים הפוטנציאליים היה ויקאס ננדה, חוקר במרכז לביוטכנולוגיה ורפואה מתקדמת (CABM) בראטגרס.
הניסוי נועד לראות אם האדם או הבינה המלאכותית יכולים לעשות עבודה טובה יותר בניבוי אילו רצפי חלבונים ישתלבו בצורה המוצלחת ביותר.
התוצאות פורסמו ב כימיה טבעית.
ננדה, חוקרים מהמעבדה הלאומית Argonne באילינוי, ועמיתים שונים ברחבי ארה"ב אומרים כי הקרב היה "קרוב אך מכריע". התחרות העמידה את ננדה וכמה עמיתים נגד תוכנית הבינה המלאכותית, אשר אחת בהפרש קטן.
מדענים מחפשים יותר ידע סביב הרכבה עצמית של חלבון, מאמינים שעל ידי הבנתו טוב יותר, הם יכולים לעצב מוצרים חדשים וחדשניים לשימושים רפואיים ותעשייתיים. אחד מהמוצרים הללו יכול להיות רקמה אנושית מלאכותית לפצעים בעוד שאחר יכול להיות זרזים למוצרים כימיים חדשים.
ננדה היא פרופסור במחלקה לביוכימיה וביולוגיה מולקולרית בבית הספר לרפואה של רוטגרס רוברט ווד ג'ונסון.
"למרות המומחיות הנרחבת שלנו, הבינה המלאכותית הצליחה באותה מידה או טובה יותר במספר מערכי נתונים, והראתה את הפוטנציאל האדיר של למידת מכונה להתגבר על הטיה אנושית", אמרה ננדה.
עיצוב חלבון והרכבה עצמית
חלבונים מורכבים ממספר רב של חומצות אמינו המחוברות מקצה לקצה, והשרשרות מתקפלות ליצירת מולקולות תלת מימדיות בעלות צורות מורכבות. צורתו של כל חלבון, וחומצות האמינו הכלולות בו, קובעים את התנהגותו. חוקרים כמו ננדה מעורבים ב"עיצוב חלבון", כלומר הם יוצרים רצפים שמייצרים חלבונים חדשים. הצוות עיצב לאחרונה חלבון סינטטי שיכול לזהות במהירות את VX, סוכן עצבים מסוכן. לפיתוח חדש זה עשויות להיות השלכות גדולות על חיישנים ביולוגיים וטיפולים חדשים.
חלבונים מתאספים בעצמם עם חלבונים אחרים ויוצרים מבני-על החשובים בביולוגיה. במקרים מסוימים, נראה שחלבונים עוקבים אחר תכנון, כמו המקרה כאשר הם מתאספים בעצמם למעטפת חיצונית מגנה של וירוס. פעמים אחרות, הם מתאספים בעצמם כאשר יוצרים מבנים ביולוגיים הקשורים למחלות מסוימות.
"הבנת הרכבה עצמית של חלבון היא בסיסית להתקדמות בתחומים רבים, כולל רפואה ותעשייה", אמרה ננדה.
ננדה וחמישה עמיתים נוספים קיבלו רשימה של חלבונים והתבקשו לחזות אילו מהם צפויים להרכיב את עצמם. לאחר מכן הושוו התחזיות לאלו של תוכנת המחשב.
המומחים האנושיים השתמשו בכללי אצבע המבוססים על תצפיתם על התנהגות חלבון בניסויים, כולל דפוסים של מטענים חשמליים ודרגת סלידה ממים. הם בחרו 11 חלבונים שהם חזו שירכיבו את עצמם בעוד שה-AI בחר תשעה חלבונים.
הניסוי שלהם הראה שבני האדם עשו שש תחזיות נכונות מתוך 11 החלבונים בעוד שתוכנת המחשב בחרה תשע.
הניסוי גם הוכיח שהמומחים האנושיים "העדיפו" חומצות אמינו מסוימות על פני אחרות, מה שהוביל לבחירות שגויות. ה-AI בחר נכון כמה חלבונים עם איכויות שלא הפכו אותם לברורים.
"אנחנו עובדים כדי לקבל הבנה בסיסית של הטבע הכימי של אינטראקציות שמובילות להרכבה עצמית, אז דאגתי ששימוש בתוכנות אלה ימנע תובנות חשובות", אמרה ננדה. "אבל מה שאני מתחיל באמת להבין הוא שלמידת מכונה היא רק עוד כלי, כמו כל כלי אחר."
