Как ИИ создает лекарства в 10 раз быстрее и в 600 раз точнее, чем человек

Публикация: 17.01.2023
Источник Комментарии

Как ИИ создает лекарства в 10 раз быстрее и в 600 раз точнее, чем человек

В ближайшем будущем медицина всесторонне изменится. Компьютерные технологии все глубже проникают в сферу охраны здоровья, и уже сейчас некоторые эксперты прогнозируют качественный скачок в развитии медицинских технологий в следующие десять лет. В этом материале мы собрали некоторые любопытные кейсы с использованием ИИ в медицине. 

Разработка и синтез лекарственных препаратов

Создание нового лекарственного препарата от идеи до запуска массового производства занимает до десяти лет. Также дополнительно требует миллиардов долларов инвестиций на работу исследовательских команд и запуска многоэтапного тестирования. В среднем, по статистике, только 12% созданных препаратов получают патент и разрешение на производство, остальные же не проходят клинические тестирования, и процесс начинается заново.

Именно поэтому машинное обучение и нейросети стали использовать, чтобы упростить процесс создания лекарственных препаратов. На сегодня в мире существует примерно 30 масштабных проектов с использованием искусственного интеллекта, которые работают в этом направлении. 

Американское управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов запустило собственный проект, цель которого — на порядки сократить траты на клинические исследования с помощью машинного обучения.

ИИ проекта обучен на основе 20 последних лет клинических исследований американских препаратов. И, по данным экспертов, с его помощью можно значительно увеличить вероятность успешного прохождения исследований: с 12% до 80%. 

По предварительным оценкам, использование искусственного интеллекта и нейросетей поможет сократить инвестиции в создание лекарственных препаратов в четыре раза, а время разработки — в два раза. 

Клинические испытания требуют крупных инвестиций и могут длиться несколько лет

Пока что концерны используют ИИ только как вспомогательный инструмент для синтеза лекарств, проводя все стадии клинических исследований как обычно. Но проекты уже показывают хорошие результаты.

ИИ на службе нутрициологии

Успехи искусственного интеллекта в создании вакцин от коронавируса известны всему миру. Компьютерные технологии сократили время разработки результативной вакцины буквально до нескольких месяцев, когда для классических методов исследований требуется минимум год-два. 

Но на самом деле исследования куда глубже, чем можно представить. И касаются они не только вирусологии, но также профилактической медицины и нутрициологии, для которых анализируют натуральные органические соединения. Их существует десятки миллиардов, поэтому исследования вручную не слишком эффективны.

Клинические испытания требуют крупных инвестиций и могут длиться несколько лет. Для разработки нового препарата нужно протестировать на клеточных культурах десятки и сотни химических соединений, которые в дальнейшем нужно будет проверить и на живых организмах. Из-за этого все фазы клинических испытаний могут занять несколько лет.

Компьютерные мощности способны помочь исследователям, значительно ускорив процесс создания новых лекарственных препаратов, а также ощутимо сократить расходы на проведение дорогостоящих клинических испытаний. К примеру, британо-ирландская компания Nuritas использует искусственный интеллект для поиска активных органических соединений, которые в теории можно использовать для лечения и предотвращения болезней.

Как утверждают специалисты компании, технология анализа химических соединений с помощью искусственного интеллекта в 600 раз точнее и в десять раз быстрее, чем стандартные методики. 

Впрочем, без человека пока еще не обойтись. После того, как нейросеть обнаруживает перспективное соединение, за глубокое исследование берутся биохимики. 

За восемь лет сотрудники компании зарегистрировали 65 патентов в медицинской отрасли, сейчас компания активно разрабатывает препараты для восстановления мышц, нормализации метаболизма глюкозы и замедления клеточного старения. 

Это лишь один из нескольких десятков проектов, которые изучают химические соединения для разработки диетических и биологических пищевых добавок, а также лекарственных препаратов. А развитие искусственного интеллекта в перспективе еще больше ускорит исследования и улучшит их результативность.

Исследование редких болезней нейросетями 

На сегодня 95% редких болезней не имеют стандартизированных и международно принятых схем лечения.

Согласно данным Всемирной организации здравоохранения, редкими считаются болезни с распространенностью от 1 случая на 1 000 человек до 1 случая на 200 000 человек.

Концерны не слишком часто инвестируют средства в поиски лекарств от таких болезней. Ведь на изобретение одного препарата компания тратит от $200 млн до $2 млрд. Время окупаемости таких исследований составит десятки лет, если они вообще когда-нибудь окупятся. 

Основная сложность лечения редких болезней не в синтезе лекарств и лабораторных тестированиях, а в недостатке клинических данных.

Поэтому компания Healx с помощью нейросетей создает полную информационную базу 7 000 редких болезней, в которой собирает все ведомости из научных материалов, баз данных пациентов и исследований лекарств. 

Созданная база помогла при разработке лекарства от синдрома Мартина-Белл. За 18 месяцев команда смогла создать препарат, который уже успешно прошел две фазы клинических исследований. Для сравнения, в обычных условиях разработка и тестирование лекарственного препарата занимает от пяти до десяти лет. При этом затраты на его создание просто на порядки меньше классических.

В части поиска информации и ее классификации нейросети показывают отличные результаты. Они способны относительно быстро сканировать интернет на всех существующих языках, собирая данные, которые касаются конкретной темы. Добиться такой эффективности при работе вручную не получится.

Искусственный интеллект и персонифицированная медицина

Для большинства наиболее распространенных болезней разработаны терапевтические схемы приема лекарственных препаратов. Для лечения некоторых болезней (например, туберкулеза или онкологии) единственными эффективными препаратами выступают довольно токсичные вещества. Из-за низкой селективности такие лекарства оказывают побочные действия, пагубно влияют на печень, почки и сердечно-сосудистую систему. И если ранее альтернатив не существовало и применение агрессивных препаратов считалось допустимым с причинением ущерба для здоровья в процессе лечения, то сейчас методика меняется. Развитие медицины и медицинской химии позволяет работать не только над поиском принципиально новых лекарств, но и над подбором оптимальных схем лечения по уже известным методикам.

Индивидуальная дозировка препаратов, имеющих сильные побочные эффекты, могла бы снизить негативное влияние на пациентов, но сложность расчетов не позволяет проводить их массово. К тому же их нужно проводить несколько раз в день.

Нейросети способны проводить такие расчеты быстро и качественно. Так, в 2018 году ученые Национального университета Сингапура разработали инновационную систему CURATE.AI для комбинационной терапии раковых больных с помощью искусственного интеллекта.

Уже во время первого тестирования система показала свою эффективность. Для пациента с прогрессирующим раком простаты система рассчитывала индивидуальную комбинацию препаратов на протяжении всего курса лечения. 

Как результат — рост опухоли значительно замедлился, а затем болезнь и вовсе перешла в стадию ремиссии. При этом дозировки препаратов были практически в два раза меньше, чем при стандартной терапии таких случаев. 

Персонализация терапии открывает невообразимые возможности для медицины. При наличии достаточного количества данных нейросети и другие методы машинного обучения могут помочь не только оперативно решать задачу оптимизации дозы, но и подбирать комбинации препаратов для повышения эффективности лечения, определять наиболее результативную тактику лечения и предотвращать критические состояния пациента уже на самых ранних стадиях. 

Подобные системы уже используются для контроля состояний пациентов и сбора долговременных медицинских данных, но со временем они будут все сильнее интегрированы в отрасль здравоохранения. Важно отметить, что в последние годы всё больше внимания привлекают именно методы профилактики и ранней диагностики заболеваний.

Искусственный интеллект — это сильный инструмент, который способен принести пользу во многих отраслях и сферах медицины. Нейросети и другие методы машинного обучения уже сегодня помогают создавать новые лекарства, исследовать болезни, мониторить состояние пациентов. Пока что их внедряют только крупные исследовательские центры и самые передовые клиники, но их влияние на медицину уже огромно. 

Сейчас идет активное развитие нейросетей в медицине — гораздо быстрее, чем можно представить. Большинство проектов и исследований не становятся известными широкой публике и появляются только в специализированных журналах. Тем не менее, они постепенно, шаг за шагом превращают медицину сегодняшнего в медицину будущего. И скоро мы это увидим своими глазами.

Читать далее:

Сильнейшая вспышка класса X произошла на Солнце

Посмотрите на последствия столкновения в 1181 году двух звезд

Блазар, который нашли 20 лет назад, оказался экстремальным объектом


Понравилась статья? Поделись с друзьями!

LongReef Team Автор статьи: LongReef Team
22
Нет Комментариев.
Но, вы можете быть первыми кто его оставит

Авторизуйся что бы оставить свой коммент...

Популярные Статьи

По данным сервиса «Работа.ру», в 2021 году почти половина россиян сменила работу. При этом 12%...
01.02.2023
В современном мире все большее значение приобретают вопросы изменения климата. По мнению...
30.01.2023
Ругать погоду и синоптиков — это что-то вроде обязательной составляющей любой светской беседы....
26.01.2023
В прошлом году в сфере искусственного интеллекта случился настоящий бум. Алгоритмы пишут картины и...
24.01.2023
В 2022 году кардинально изменился международный cybercrime-ландшафт — появились новые киберугрозы и...
23.01.2023
ИИ применим в разных сферах нашей жизни, но за последние годы он действительно активно...
20.01.2023
Харитон Матвеев, сооснователь Skyeng и основатель онлайн-университета востребованных профессий...
19.01.2023
Кратное увеличение числа кибератак, уход с рынка иностранных разработчиков, трудности с наймом...
13.01.2023
Россия входит в топ-3 стран по объемам золотодобычи. Золото используют во многих индустриях, в том...
12.01.2023
Современные школьники часто выбирают свою будущую профессию неосознанно — на это может повлиять как...
11.01.2023
Редакция «Хайтека» подводит итоги этого бесспорно тяжелого года для всех. Мы старались поддержать...
30.12.2022
Будущий год станет не меньшим испытанием для различных технологических отраслей в России. Мы...
29.12.2022
Государство строит престиж ИТ-профессии на базе работы со льготниками и уязвимыми категориями...
28.12.2022
События 2022 года дали мощный толчок в сфере аналитики и прогнозов: большинству компаний экстренно...
27.12.2022
Если взять любой успешный ИТ-стартап, то распределение сил в нем выглядит так: 50% ресурсов...
23.12.2022
Несмотря на активно развивающийся мировой тренд на инклюзию, российский бизнес все еще опасается...
22.12.2022
Александр Кобозев, директор направления Data Fusion Лиги цифровой экономики, совместно с Варварой...
20.12.2022
В нынешнем году повсеместно выросло количество кибератак. Российские компании вынуждены уделять...
14.12.2022
Как спланировать переезд с зарубежных сервисов, с какими проблемами бизнес столкнется на этом пути...
12.12.2022
Часто, создавая новый продукт или бизнес, начинающие предприниматели сразу хотят создать мощный...
08.12.2022
Закодировать важный документ в ДНК, сделать жизнь человека полноценной после утраты конечности,...
07.12.2022
Как создать бота, с которым будут разговаривать? Какие фичи делают его речь естественной? Если вы...
06.12.2022
Интернет третьего поколения Web3 открывает эру, когда пользователи будут на 100% владеть тем, что...
05.12.2022
Зеленые технологии, они же GreenTech, — одна из наиболее обсуждаемых тем в корпоративном и...
29.11.2022
Велосипеды и электросамокаты постепенно становятся привычным видом общественного транспорта, а...
24.11.2022
26% россиян планируют освоить новую профессию, по данным исследования компании GeekBrains. Многие...
23.11.2022
В 2021 году рынок блокчейн-проектов в медицине составил $531 млн. Но эксперты прогнозируют, что уже...
22.11.2022
Финансовые технологии в России — одни из лучших в мире, но теперь вся сфера, скорее, адаптируется к...
21.11.2022
О том, насколько успех продукта зависит от работы UI/UX-дизайнера и какими навыками он должен...
18.11.2022
Блокчейн за несколько лет превратился из экспериментального инструмента для гиков в систему,...
10.11.2022
Человек ежедневно испытывает огромный спектр различных чувств и эмоций, которые оказывают...
31.10.2022
Квантовые компьютеры — это странные устройства. Атомы в них могут существовать в двух разных...
28.10.2022
Хакеры крадут данные людей и корпораций, причем после этого продолжать работать очень сложно....
26.10.2022
Со временем стареет не только организм, но и мозг. Если чисто визуально разницы между органами не...
24.10.2022
В России планируют, что к 2035 году треть грузовых и пассажирских перевозок будут осуществлять...
20.10.2022
Сельское хозяйство считают очень неповоротливой сферой, куда инновации почти не внедряют. Это не...
19.10.2022
Опросы уже не первый год показывают, что школьники считают работу в ИТ наиболее перспективной, а...
18.10.2022
Фекальная трансплантация — это новый метод лечения, он помогает при бактериальных инфекциях и...
17.10.2022
Бизнес становится более научным — теперь там используют данные, чтобы правильно подавать продукт,...
13.10.2022
Видео давно вышло за пределы развлекательного формата, сейчас его используют в обучении и продажах:...
11.10.2022
О квантовых компьютерах говорят постоянно, причем громко — технология, о которой ученые только...
06.10.2022
Пандемия стала важным событием для производителей лекарств. До нее ВОЗ предупреждала о том, что...
05.10.2022
Комары, слепни и другие кровососущие — обязательный элемент дачной жизни. Но технологии помогают с...
04.10.2022
2022 год поменял все сферы, но ИТ — особенно. Специалисты уезжают, иностранные программы и компании...
03.10.2022
Кажется, что сталь — понятный материал, от которого сложно добиться новых свойств. Но это не так:...
28.09.2022
Первые исследователи и путешественники, прибывшие в Антарктиду, вынуждены были передвигаться по...
26.09.2022
Только за март — май этого года свыше двухсот ИТ-компаний, связанных с технологиями и...
22.09.2022
Сегодняшние наборы для занятий по робототехнике — это конструкторы разной сложности: от бульдозера...
20.09.2022
Когда говорят о беспилотниках, обычно думают про съемки красивых мест с воздуха во время...
16.09.2022
По данным Института Гэллапа, отсутствие мотивации у сотрудников и стресс ежегодно обходятся мировой...
14.09.2022
Оказалось, что цветы появились на Земле на 100 млн лет раньше, чем предполагалось. Разбираемся,...
12.09.2022
Рынок e-pharm в России набирает обороты. По данным исследований, 63% покупателей лекарств примерно...
09.09.2022
Каждый день во всем мире взламывают 30 000 сайтов, за 2021 год об утечках заявляли 22 млрд раз. Но...
07.09.2022
Искусственный интеллект все чаще используют в сельском хозяйстве. Теперь алгоритмы умеют определять...
05.09.2022
Кажется, что весь интернет — в курсах для айтишников, и у каждого есть знакомый, который начал...
02.09.2022
Если раньше блогеры призывали ставить лайк под роликом и жать колокольчик, то теперь они просят...
31.08.2022
Растущая онкозаболеваемость вносит все больший «вклад» в общественное здравоохранение большинства...
29.08.2022
Дети и подростки быстро увлекаются новым, — особенно если это бодро подать. Поэтому научные...
24.08.2022
Квантовые технологии везде — кажется, что они способны на что угодно и разовьют вычисления так, что...
22.08.2022
Для разработчиков важно адекватно оценить планы и сравнить их с продуктом, который получается в...
15.08.2022