Resumen:
Microsoft Research lanzó recientemente oficialmente un sistema de investigación de inteligencia artificial llamado Quine, definiéndolo como un "modelo mundial biológico" para el campo de las ciencias biológicas. El sistema está diseñado para ayudar a los científicos a comprender mecanismos biológicos complejos, acelerar el proceso de descubrimiento de fármacos y promover avances en la investigación de enfermedades importantes como el cáncer.
Microsoft afirmó que durante las últimas décadas, la empresa ha seguido invirtiendo en investigación en el campo de la biología computacional, que abarca inmunología, virología, genómica, imágenes biomédicas, biología celular e ingeniería de proteínas. A medida que la investigación en ciencias biológicas se vuelve cada vez más compleja, los modelos tradicionales a menudo solo pueden manejar datos en un solo campo, mientras que los sistemas biológicos reales implican interacciones en múltiples niveles, como genes, proteínas, células y tejidos. Por lo tanto, el equipo de investigación quería construir un sistema que pudiera realizar inferencias en diferentes escalas y tipos de datos.
Quine consta de dos partes principales. Uno es el modelo del mundo biológico, que puede entrenarse conjuntamente con múltiples tipos de datos, como genomas, proteínas, moléculas químicas, ARN, estados celulares e imágenes biológicas, para establecer un marco de representación del conocimiento unificado. La segunda es una plataforma de investigación interactiva que conecta literatura científica, herramientas experimentales, modelos de razonamiento, laboratorios y los propios investigadores científicos para formar un circuito de investigación científica cerrado y completo.
Microsoft cree que Quine no se utiliza para reemplazar experimentos, sino para ayudar a los científicos a seleccionar y priorizar posibles direcciones de investigación antes de invertir recursos experimentales costosos y que consumen mucho tiempo. El sistema puede predecir el impacto probable de una intervención basándose en el conocimiento existente, mejorando así la eficiencia del diseño experimental.
Quine se está utilizando para estudiar el adenocarcinoma ductal pancreático en un estudio colaborativo con el Instituto Broad de la Universidad de Harvard y el MIT. El equipo de investigación intentó probar una hipótesis de larga data de que el comportamiento de los tumores y la respuesta a los medicamentos están influenciados no sólo por factores genéticos sino también por cambios en los estados celulares.
Utilizando Quine, los investigadores analizaron y clasificaron miles de compuestos candidatos para encontrar aquellos con mayor probabilidad de impulsar las células tumorales a un estado terapéutico más favorable. La validación de laboratorio posterior mostró que los compuestos candidatos de alta prioridad seleccionados por el sistema produjeron efectivamente los efectos esperados más significativos.
Microsoft reveló que el trabajo de selección y verificación de compuestos que en el pasado pudo haber tardado meses en completarse se completó en solo un fin de semana con la ayuda de Quine, desde la selección hasta la verificación experimental, acortando significativamente el ciclo de investigación y reduciendo los costos de I+D.
Durante el proceso de investigación también surgió un descubrimiento inesperado. Además de probar las hipótesis existentes, Quine predijo que algunos de los compuestos guiarían a las células cancerosas a un tercer estado celular en el que no se había centrado previamente, y los resultados experimentales posteriores confirmaron esta predicción. Los investigadores creen que esto demuestra que la inteligencia artificial no sólo puede acelerar el proceso experimental, sino que también puede ayudar a los científicos a descubrir nuevas leyes biológicas.
Al mismo tiempo, Microsoft lanzó el programa de investigadores Quine Fellows, invitando a investigadores en los campos de las ciencias biológicas y la medicina a participar en el uso de este sistema y brindar comentarios al equipo de Microsoft. La compañía espera continuar mejorando las capacidades del modelo a través de escenarios de investigación científica reales y explorar direcciones de aplicación más prácticas.
Microsoft enfatiza que Quine sigue siendo una tecnología de investigación científica experimental y está destinada únicamente a fines de investigación y no es adecuada para el diagnóstico clínico o la toma de decisiones médicas. Las conclusiones generadas por el sistema deben ser revisadas por investigadores profesionales y verificadas mediante experimentos reales antes de que puedan ser adoptadas. A medida que la tecnología madure en el futuro, Microsoft planea ampliar gradualmente el alcance de uso de tecnologías relacionadas a través de plataformas como Microsoft Discovery.
A medida que la inteligencia artificial se involucra cada vez más en la investigación científica, Microsoft cree que se espera que sistemas como Quine se conviertan en una parte importante de la futura infraestructura de investigación científica. Al integrar estrechamente el razonamiento computacional con la verificación experimental, los científicos pueden completar todo el proceso, desde hacer preguntas hasta hacer descubrimientos, más rápidamente, acelerando así el desarrollo de nuevos fármacos y la innovación en las ciencias biológicas.
Más información:
https://www.microsoft.com/en-us/research/blog/introduciendo-quine-an-ai-research-system-designed-for-the-complexity-of-biology/
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