Стефано Пацифико и Дејвид Хигер, суоснивачи Епистемиц АИ – серија интервјуа

Епистемиц АИ користи најсавременију обраду природног језика (НЛП), машинско учење и алгоритме дубоког учења за мапирање односа између растућег тела биомедицинског знања, из више јавних и приватних извора, укључујући текстуалне документе и базе података. Кроз процес мапирања знања, корисници интерактивно раде са платформом како би мапирали и разумели подскупове биомедицинског знања, које открива концепте и односе који иначе недостају традиционалном претрагом.

Интервјуисали смо оба суоснивача Епистемиц АИ да бисмо разговарали о овим најновијим достигнућима.

Стефано Пацифико долази из више од 10 година примењеног развоја вештачке интелигенције и НЛП-а. Раније у Блоомбергу, где је провео 7 година, и био је у Елементал Цогнитион пре него што је започео Епистемиц.

Давид Хеегер је сребрни професор науке о подацима и неуронауке на НИУ, а своју каријеру је провео повезујући компјутерске науке, вештачку интелигенцију и бионауку. Члан је Националне академије наука. Као оснивачи, они спајају експертизу изградње примењених великих АИ и НЛП система за разумевање великих колекција знања, са експертизом у рачунарској биологији и биомедицинским наукама из година истраживања у овој области.

Шта је то што вас је увело и привукло у АИ и обраду природног језика (НЛП)?

Стефано Пацифико: Када сам био на колеџу у Риму, а вештачка интелигенција уопште није била популарна (у ствари, била је врло маргинална), питао сам свог тадашњег саветника коју специјализацију треба да узмем међу доступним. Рекао је: „Ако желите да зарадите новац, софтверски инжењеринг и базе података, али ако желите да будете чудни, али веома напредни, онда изаберите вештачку интелигенцију“. Продат сам на „чудно“. Затим сам почео да радим на представљању знања и расуђивању како бих проучио како аутономни агенти могу да играју фудбал или спасавају људе. Затим су ме две спознаје учиниле да се заљубим у НЛП: прво, аутономни агенти би можда морали да међусобно комуницирају природним језиком! Друго, изградња формалних база знања руком је тешка, док природни језик (у тексту) већ пружа највећу базу знања од свих. Знам да би данас ово могло изгледати очигледна запажања, али раније нису била као мејнстрим.

Шта је била инспирација за покретање Епистемиц АИ?

Стефано Пацифико: Изнећу смелу тврдњу. Нико данас нема адекватне алате за разумевање и повезивање знања присутног у великим, стално растућим збиркама докумената и података. Раније сам радио на том проблему у свету финансија. Размислите о вестима, финансијским извештајима, подацима о ценама, корпоративним акцијама, поднесцима итд. Сматрао сам да је тај проблем опијајући. И наравно, то је тежак проблем; и то важно! Када сам упознао свог суоснивача, др Давида Хеегера, провели смо доста времена процењујући могућности покретања у биомедицинској индустрији. Када смо схватили огромну количину информација генерисаних у овој области, као да је све пало на своје место. Биомедицински истраживачи се боре са преоптерећењем информацијама, док покушавају да се изборе са огромном и брзо растућом базом биомедицинског знања, укључујући документе (нпр. радове, патенте, клиничка испитивања) и базе података (нпр. гени, протеини, путеви, лекови, болести, итд.). медицински термини). Ово је главна болна тачка за истраживаче и, без доступног одговарајућег решења, они су приморани да користе основне алате за претрагу (ПубМед и Гоогле Сцхолар) и истражују ручно куриране базе података. Ови алати су погодни за проналажење докумената који одговарају кључним речима (нпр. један ген или објављен рад у часопису), али не и за стицање свеобухватног знања о тематској области или поддомену (нпр. ЦОВИД-19), или за тумачење резултата велике пропусности биолошки експерименти, као што су секвенцирање гена, експресија протеина или скрининг хемијских једињења. Покренули смо Епистемиц АИ са идејом да решимо овај проблем са платформом која им омогућава да итеративно:

1. Скратите време за прикупљање информација и изградњу свеобухватних мапа знања
2. Површинске међудисциплинарне информације које иначе може бити тешко пронаћи (права открића често долазе из гледања у празнину између дисциплина);
3. Идентификујте узрочне хипотезе проналажењем путања и карика које недостају у вашој мапи знања.

Који су неки од јавних и приватних извора који се користе за мапирање ових односа?

Стефано Пацифико: У овом тренутку користимо све јавно доступне изворе до којих можемо да дођемо, укључујући Пубмед и Цлиництриалс.гов. Ми уносимо базе података о генима, лековима, болестима и њиховим интеракцијама. Такође укључујемо приватне изворе података за одабране клијенте, али још увек нисмо у могућности да откријемо било какве детаље.

Које врсте технологија машинског учења се користе за мапирање знања?

Стефано Пацифико: Једно од дубоко прихваћених уверења у Епистемиц АИ је да ревност није од помоћи за прављење производа. Изградња архитектуре која интегрише неколико техника машинског учења била је одлука донета рано, а оне се крећу од Репрезентације знања до модела трансформатора, преко уграђивања графова, али укључују и једноставније моделе као што су регресије и насумичне шуме. Свака компонента је једноставна колико треба, али није једноставнија. Иако верујемо да смо већ изградили НЛП компоненте које су најсавременије за одређене задатке, не бежимо од једноставнијих основних модела када је то могуће.

Можете ли навести неке од компанија, непрофитних или академских институција које користе платформу Епистемиц?

Стефано Пацифико: Иако бих волео, нисмо се договорили са нашим корисницима да то учине. Могу рећи да смо имали људе који су се пријављивали из институција веома високог профила у сва три сегмента (компаније, непрофитне и академске институције). Поред тога, намеравамо да платформу задржимо бесплатном у академске/непрофитне сврхе.

Како Епистемиц помаже истраживачима у идентификацији централног нервног система (ЦНС) и других биомаркера специфичних за болест?

др Давид Хеегер: Неуронаука је веома интердисциплинарна област укључујући молекуларну и ћелијску биологију и геномику, али и психологију, хемију и принципе физике, инжењерства и математике. Толико је широк да нико уопште не може бити стручњак за то. Истраживачи на академским институцијама и фармацеутским/биотехнолошким компанијама су приморани да се специјализују. Али знамо да су важни увиди интердисциплинарни, комбинујући знања из суб-специјалитета. Софтверска платформа заснована на вештачкој интелигенцији коју градимо омогућава свима да буду много интердисциплинарнији, да виде везе између њихове индивидуалне подобласти стручности и других тема, и да идентификују нове хипотезе. Ово је посебно важно у неуронауци јер је то тако високо интердисциплинарно поље за почетак. Функција и дисфункција људског мозга је најтежи проблем са којим се наука икада суочила. Ми смо на мисији да променимо начин рада биомедицинских научника, па чак и начин на који размишљају.

Епистемика такође омогућава откривање генетских механизама поремећаја ЦНС-а. Можете ли нам објаснити како ово функционише?

др Давид Хеегер: Већина неуролошких болести, психијатријских болести и поремећаја у развоју немају једноставно објашњење у смислу генетских разлика. Постоји неколико синдромских поремећаја за које је познато да специфична мутација узрокује поремећај. Али то обично није случај. Постоје стотине генетских разлика, на пример, које су повезане са поремећајима из аутистичног спектра (АСД). Постоји извесно разумевање за неке од ових гена о функцијама које служе у смислу основне биологије. На пример, неки од гена повезаних са АСД држе синапсе заједно у мозгу (имајте на уму, међутим, да исти гени обично обављају различите функције у другим системима органа у телу). Али постоји врло мало разумевања о томе како ове генетске разлике могу да објасне сложени скуп разлика у понашању које показују појединци са АСД. Да ствар буде гора, две особе са истом генетском разликом могу имати потпуно различите исходе, једном са дијагнозом АСД, а другом не. А две особе са потпуно различитим генетским профилима могу имати исти исход са веома сличним дефицитима у понашању. Да би се све ово разумело, потребно је направити везу између геномике и молекуларне биологије са ћелијском неуронауком (како генетске разлике узрокују различито функционисање појединачних неурона), а затим са системском неуронауком (како те разлике у ћелијској функцији изазивају мреже великог броја међусобно повезаних неурона да функционише другачије), а затим и на психологију (како те разлике у функционисању неуронске мреже узрокују разлике у сазнањима, емоцијама и понашању). И све ово треба схватити из развојне перспективе. Генетска разлика може изазвати дефицит у одређеном аспекту неуралне функције. Али мозак не само да седи и узима. Мозак је веома прилагодљив. Ако постоји механизам који недостаје или је покварен, мозак ће се развијати другачије како би надокнадио што је више могуће. Ова компензација може бити молекуларна, на пример, регулација другог синаптичког рецептора како би се заменила функција сломљеног синаптичког рецептора. Или је компензација можда понашање. Крајњи резултат зависи не само од почетне генетске разлике већ и од различитих покушаја компензације ослањајући се на друге молекуларне, ћелијске, кола, системе и механизме понашања.

Ниједан појединац нема знања да све ово разуме. Свима нам је потребна помоћ. Софтверска платформа заснована на вештачкој интелигенцији коју градимо омогућава свима да прикупе и повежу сва релевантна биомедицинска знања, да виде везе и идентификују нове хипотезе.

Како биофарма и академске институције користе Епистемиц за суочавање са изазовом ЦОВИД-19?

Стефано Пацифико: Објавили смо јавну верзију наше платформе која укључује скупове података специфичне за ЦОВИД и слободно је доступна свима који истражују ЦОВИД-19. Доступан је на хттпс://цовид.епистемиц.аи

Које су неке од других болести или генетских проблема за које се Епистемиц користи?

Стефано Пацифико: Сарађивали смо са истраживачима аутизма и недавно смо саставили нова истраживања за цистичну фиброзу. Али радо ћемо сарађивати са свим другим истраживачима или институцијама којима је можда потребна помоћ у њиховом истраживању.

Постоји ли још нешто што бисте желели да поделите о Епистемику?

Стефано Пацифико: Градимо покрет људи који желе да промене начин рада и размишљања биомедицинских истраживача. Искрено се надамо да ће многи ваши читаоци желети да нам се придруже!

Хвала вам обојици што сте одвојили време да одговорите на наша питања. Читаоци који желе да сазнају више треба да посете Епистемиц АИ.