AI për Alchajmerin

Sëmundja e Alchajmerit është një nga problemet më të vështira të pazgjidhura në mjekësi dhe një nga më shkatërrueset. Ajo vret miliona njerëz, vendos një barrë të madhe mbi familjet dhe ende sfidon shumë nga ato që mjekësia mund të bëjë sot. Në OpenAI Foundation, duam ta ndryshojmë këtë duke përdorur AI të avancuar për të përshpejtuar shkencën e parandalimit dhe trajtimit të sëmundjes.^1⁠ Si hap i parë, po punojmë për të finalizuar këtë muaj më shumë se 100 milionë dollarë në grante, në gjashtë institucione kërkimore, për të mbështetur dhe përshpejtuar kërkimet mbi Alchajmerin - duke gjeneruar të dhëna të reja, duke ndihmuar në hartimin e barnave të reja dhe duke zgjeruar rrugët e mundshme drejt trajtimit.

Këto grante përfaqësojnë fillimin e punës sonë; ka ende shumë më tepër për të bërë. Presim të japim grante të tjera për Alchajmerin gjatë gjithë vitit 2026 e më tej, për më shumë shkencëtarë dhe institucione kërkimore, që së bashku më në fund të mund ta parandalojmë dhe trajtojmë sëmundjen e Alchajmerit.

Pse të fokusohemi tek Alchajmeri?

Misioni ynë është të sigurojmë që AGI të sjellë dobi për të gjithë njerëzimin. Alchajmeri është një problem i madh; po përkeqësohet ndërsa popullsitë plaken dhe kompleksiteti i sëmundjes është një përshtatje e mirë për AI.

Alchajmeri nuk prek vetëm miliona njerëz të diagnostikuar me këtë sëmundje, por edhe bashkëshortët, fëmijët dhe kujdestarët e tjerë që i mbështesin. Sëmundja u shkakton familjeve një barrë të jashtëzakonshme emocionale dhe financiare.

Njerëzimi ka bërë përparim gjatë dekadave të fundit kundër tre prej katër shkaktarëve kryesorë të vdekjeve - sëmundjeve të zemrës, sëmundjeve infektive dhe disa llojeve të kancerit, duke ulur rrezikun e vdekjes në çdo moshë:

Megjithatë, zhvillimi i trajtimeve efikase për vrasësin e katërt më të madh - sëmundjet neurodegjenerative, si Alchajmeri - deri më tani ka rezultuar kryesisht i pazgjidhshëm, pavarësisht përpjekjeve të shkencëtarëve më të mirë të njerëzimit:

Kjo ndodh sepse sëmundja e Alchajmerit nuk duket të shkaktohet nga një shkak i vetëm, por nga ndërveprimi i faktorëve gjenetikë të rrezikut, gabimeve në palosjen e proteinave, inflamacionit, disfunksionimit sinaptik dhe të tjerëve cilët ndërveprojnë me faktorët mjedisorë për dekada me radhë dhe të gjitha këto ndodhin në tru, një organ që është i vështirë për t'u studiuar dhe për t'u trajtuar me barna. Qasjet tradicionale të kërkimit kanë pasur vështirësi të japin një shpjegim për këtë.

AI është veçanërisht e përshtatshme për t'u përballur me këtë kompleksitet. Aftësia e saj për të arsyetuar mbi lloje të ndryshme të dhënash - duke përfshirë simptomat klinike të pacientëve, shënuesit biologjikë të sëmundjes, depistimin e kandidatëve për barna dhe të tjera - ofron një mënyrë thelbësisht të re për të kuptuar se si ndërveprojnë këta faktorë, për të identifikuar objektivat e duhur të barnave dhe për të zbuluar rreziqe ku mund të ndërhyhet, disa dekada më herët për pacientët.

Qëllimi ynë është të ndihmojmë shkencëtarët të shpikin mjete të reja që më në fund të parandalojnë dhe trajtojnë Alchajmerin. Meqenëse ai qëllim ka qenë deri më sot kaq i vështirë për t'u arritur, ne e shohim atë si një provë të qartë të aftësisë së AI për të ndryshuar atë që është e mundur në shëndetin e njeriut. Ne synojmë të sjellim një ndryshim domethënës për njerëzit në rrezik nga Alchajmeri dhe familjet e tyre.

Qasja jonë fillestare

Jemi mirënjohës për mbështetjen që kemi marrë nga vlerësuesit e jashtëm shkencorë për të informuar strategjitë tona fillestare. Ndërsa jemi jashtëzakonisht të entuziazmuar për secilën prej këtyre fushave të dhurimit, nuk presim ta arrijmë papritur qëllimin tonë të parandalimit dhe trajtimit të Alchajmerit. Disa eksperimente do të japin rezultate negative dhe do të ketë pengesa gjatë rrugës. Kjo është natyra e shkencës - dhe ne do të mësojmë sa më shpejt që të mundemi, duke përditësuar qasjen tonë ndërsa vijnë rezultatet.

Për të filluar, ne kemi hipoteza fillestare për mënyrën se si mund ta mbështesim ekosistemin e kërkimit në një mënyrë që është plotësuese ndaj përpjekjeve ekzistuese dhe që shfrytëzon atë që tani është e mundur me AI. Së bashku, kjo gjeneron një "pirg me pesë shtresa" aktivitetesh në institucionet kërkimore kryesore:

1. Krijo një "hartë shkakësore" të Alchajmerit duke përdorur AI, për të vërtetuar objektivat për ndërhyrje. Tani duket qartë se ka shumë shkaktarë të Alchajmerit, jo vetëm një. Kjo do të thotë se duhet të hartëzojmë të gjithë rrjetin e faktorëve shkakorë, për të identifikuar nyjat më efikase për ndërhyrje terapeutike për persona të ndryshëm. Duke bashkëpunuar me studiues në avangardë të AI në biologji, si Arc Institute⁠, synojmë të kuptojmë se si reagojnë "organoidet" e modelit të trurit ndaj kombinimeve të ndryshme të faktorëve të rrezikut gjenetikë dhe mjedisorë. Të dhëna eksperimentale në shkallë të gjerë mund të përdoren për të trajnuar modele AI që orientojnë eksperimentet e ardhshme. Me këtë motor hibrid, studiuesit mund t'i ndajnë gjetjet e tyre gjatë procesit që të tjerët t'i zhvillojnë më tej dhe të propozojnë objektiva të barnave, të mbështetur në mekanizëm, për testime të mëtejshme.

Alchajmeri i ka rezistuar trajtimit pjesërisht sepse është sëmundja komplekse përkufizuese. Është rezultat i qindra faktorëve të rrezikut gjenetik dhe mjedisor që ndërveprojnë në lloje të ndryshme qelizash për dekada. Në Arc, po ndërtojmë teknologjitë eksperimentale dhe llogaritëse për të hartëzuar ato ndërveprime në shkallë të gjerë.

—Patrick Hsu, PhD, bashkëthemelues dhe kërkues themelor në Arc Institute

Duam të gjejmë perturbacione që mund të ndihmojnë në zhvendosjen e një qelize nga një gjendje e sëmurë në një gjendje të shëndetshme. Për ta bërë këtë, ne zhvillojmë një cikël të të mësuarit aktiv: ndërhyjmë në mënyrë sistematike në modelet e indeve njerëzore të udhëhequra nga të dhënat e pacientëve, masim rezultatet dhe përdorim të dhënat për të përmirësuar model tona të AI për sëmundjen e Alchajmerit. Çdo cikël na jep një tablo shkakësore më të qartë se ku konvergojnë rrugët e sëmundjes dhe ku duhet ndërhyrë.

- Silvana Konermann, PhD, bashkëthemeluese dhe drejtoreshë ekzekutive e Arc Institute

2. Projekto barna të reja me ndihmën e AI dhe testoji në laborator – me bashkëpunëtorë si Instituti për Projektimin e Proteinave⁠, së bashku me neurologë dhe neuroshkencëtarë kryesorë në institute të tjera kërkimore. Mbi 100 barna për Alchajmerin janë testuar në prova klinike që nga viti 2000, por pothuajse të gjitha apo nuk funksionuan apo kishin efekte anësore të padëshiruara. Ne besojmë se molekulat e projektuara me ndihmën e mjeteve të AI për biologjinë do të kenë probabilitete më të larta suksesi me kalimin e kohës. Por, për të përcaktuar nëse kjo është e vërtetë, studiuesit së pari duhet të jenë në gjendje t'i vërtetojnë krijimet e tyre digjitale në qeliza, inde dhe kafshë.

Në UW Medicine Institute for Protein Design, ne jemi të përkushtuar ndaj ndërtimit të proceseve bashkëpunuese të përqendruara në arritjen e ndikimit pozitiv sa më të madh në mirëqenien globale. Duke përdorur modelet tona më të reja të projektimit të proteinave të drejtuara nga AI, kemi projektuar me sukses molekula që lidhen me, modifikojnë dhe degradojnë objektiva kritikë për përparimin e sëmundjes së Alchajmerit. Zgjerimi, përmirësimi dhe shpërndarja e kësaj pakete mjetesh me neuroshkencëtarët që mund të përdorin proteinat që kemi projektuar për të parashikuar dhe trajtuar neurodegjenerimin është një nga prioritetet tona më të larta.

- David Baker, doktor i shkencave, laureat i çmimit Nobel dhe drejtor i Institutit për Projektimin e Proteinave pranë Universitetit të Uashingtonit

3. Mbështetja e grupeve të dhënash të hapura për të parashikuar aktivitetin e barnave dhe për të hartëzuar përparimin e sëmundjes me dhe pa ndërhyrje. Kjo përfshin krijimin e grupeve të reja të të dhënave të hapura që lidhen me Alchajmerin me organizata jofitimprurëse si EvE Bio⁠. Kjo përfshin gjithashtu mbështetjen për zgjerimin e seteve ekzistuese të të dhënave longitudinale dhe epidemiologjike, si dhe mundësi për të hapur në mënyrë të përgjegjshme setet ekzistuese të të dhënave të mbledhura nga kompanitë bioteknologjike që mund të jenë në dobi të të gjithë studiuesve.

4. Përcakto biomarkerë të rinj për sëmundjet, duke përmirësuar diagnozën dhe mënyrën e zhvillimit të provave klinike, me bashkëpunëtorë si UCSF. Miratimi i testit të parë të gjakut për Alchajmerin vitin e kaluar⁠ u ofron mjekëve specialistë më shumë mjete për të vlerësuar gjendjen e pacientëve në mënyrë më pak invazive. Gjaku dhe biomarkerë të tjerë u japin studiuesve mundësinë të matin efektet e mundshme të barnave në përparimin e sëmundjes në provat klinike, duke përfshirë edhe si matje dytësore në prova që synojnë kryesisht një sëmundje tjetër (siç tregohet në këtë provë të fundit⁠ mbi sëmundjet kardiovaskulare). Ka më shumë mundësi për të avancuar me proteomikën moderne dhe marrjen e mostrave të tjera nga pacientët, tani që AI mund të interpretojë sinjale biologjike më komplekse.

Alchajmeri mbetet një nga sfidat më urgjente në mjekësi dhe përparimi varet nga lidhja e përparimeve shkencore me kujdesin për pacientët tanë. Ky bashkëpunim na mundëson të lidhim përpjekjet më të avancuara në botë - nga përparimet në projektimin e proteinave deri te njohuritë e thella klinike dhe biologjike këtu në UCSF - për të kuptuar më mirë sëmundjen dhe për të identifikuar rrugë të reja drejt trajtimit. Me ndihmën e AI për t'i integrojmë këto njohuri dhe për të kuptuar kompleksitetin e jashtëzakonshëm, kemi një mundësi për të përshpejtuar zbulimet që mund të ndryshojnë në mënyrë domethënëse jetën e pacientëve.

- S. Andrew Josephson, mjek, profesor dhe kryetar i Neurologjisë në UCSF dhe në Institutin UCSF Weill për Neuroshkencat

5. Testo trajtime pa patentë dhe përdor AI për të kuptuar sa më mirë të dhënat e anonimizuara të pacientëve dhe përvojat e raportuara online. Ka një sërë ndërhyrjesh për të cilat ka prova sugjestive për një efekt - për shembull, orotati i litiumit⁠ dhe vaksina kundër herpes zosterit⁠jashtë patentës - por për të cilat nevojiten prova të mëtejshme me cilësi të lartë dhe sektori privat nuk ka nxitje për të paguar për prova klinike.

Shpresa ime është që aftësia e orotatit të litiumit në dozë fiziologjike për të përmbysur patologjinë dhe për të rikthyer memorien në modelet e sëmundjes së Alchajmerit te kaviet do të përkthehet edhe te popullata njerëzore në plakje. Litiumi është ai që ushqen telefonat, laptopët dhe automjetet elektrike. Hamendja ime është se truri mund të ketë shfrytëzuar elektrokiminë e tij unike para nesh.

—Bruce Yankner, MD, PhD, profesor i Gjenetikës dhe Neurologjisë pranë Harvard Medical School dhe bashkëdrejtor i Qendrës Harvard Glenn për Kërkime në Biologjinë e Plakjes

Mësim iterativ

Ne do të ecim përpara njëkohësisht në të gjitha këto pesë drejtime, për të plotësuar përpjekjet e tjera në ekosistemin e kërkimit. Presim t'i zgjerojmë qasjet tona ekzistuese ndërsa marrim më shumë reagime nga komuniteti kërkimor, që së bashku të kuptojmë si të parandalojmë dhe trajtojmë sëmundjen e Alchajmerit.

Duke e trajtuar sëmundjen e Alchajmerit drejtpërdrejt, synojmë jo vetëm të ndihmojmë në ndryshimin e rrjedhës së kësaj sëmundjeje, por edhe të ndërtojmë mjete dhe njohuri që mund të përshpejtojnë ecurinë kundër shumë sëmundjeve të tjera.

* * *

Nëse jeni të interesuar të merrni përditësime nga OpenAI Foundation, abonohuni këtu⁠. Nëse dëshiron të kontaktosh me ekipin tonë të shkencave mjekësore dhe kurimit të sëmundjeve, ne jemi te [email protected]⁠.

Përveç artikujve akademikë, jemi lexues mirënjohës edhe të raporteve, artikujve të gjatë dhe postimeve në blog mbi AI dhe shkencën. Ndonëse nuk pajtohemi me të gjitha pretendimet në këto materiale, këtu përfshihet edhe ky raport i National Academies⁠, ky artikull përmbledhës mbi linjën e zhvillimit të barnave për alchajmerin⁠, përmbledhje të përgjithshme të përparimit mjekësor si ky material mbi normat e vdekshmërisë nga sëmundjet kardiovaskulare⁠, ky postim në blog i Science ⁠ mbi vështirësitë që has AI për të bërë përparim në mjekësi, dhe kjo ide për të dhëna klinike nga IFP⁠.

Inkurajojmë t'i publikosh analizat publikisht dhe të na dërgosh me email një lidhje nëse mendon se mund të përfitojmë nga kjo perspektivë.