全球科学家携手打造 AI 虚拟细胞,重塑医学研究
斯坦福大学、基因泰克制药公司和陈-扎克伯格基金会的研究人员在《细胞》杂志的最新论文中,提出了一项大胆愿景:创建一个 AI 虚拟细胞,模拟人类生物系统的复杂行为。
这项突破性研究认为,随着人工智能(AI)的飞速发展和大量人类生物学实验数据的积累,科学界迎来了利用 AI 创建虚拟细胞的绝佳时机。这些细胞能够精确表现人类生物分子、细胞,甚至最终组织和器官的行为。
这一合成细胞模型将极大地加深我们对健康人体化学、电学、力学等相互作用的理解,揭示导致疾病的根本原因。更令人期待的是,AI 虚拟细胞将使科学家们在计算机上进行实验,无需依赖活细胞或动物模型。
这种能力将拓展人类对人体生物学的认知,加速新药研发和新疗法的出现。通过 AI 虚拟细胞,癌症研究人员可以模拟突变如何引发恶性肿瘤;微生物学家可以预测病毒对感染细胞和宿主的后果;医生可以在患者的“数字孪生体”上测试治疗方案。这将加快个性化医疗的发展,实现更快速、更经济和更安全的治疗目标。
为了成功创建一个 AI 虚拟细胞,需要实现三个关键目标:
1. 跨物种通用表征:该模型必须能够跨物种和细胞类型创建通用表征。
2. 精准预测:该模型必须准确预测细胞功能、行为和动态,理解其机制。
3. 计算机实验:该模型必须支持计算机实验,验证假设并指导数据收集,大幅降低成本和提高效率。
论文提出,AI 为科学界带来了可预测、可生成、可查询工具的新时代。但创建 AI 虚拟细胞并非易事,需要全球开放科学合作,涵盖遗传学、蛋白质组学、医学成像等领域。
论文呼吁全球学术界、工业界和非营利组织携手合作,建立世界上第一个 AI 虚拟细胞。但同时强调,所有相关模型必须向整个科学界开放使用。
AI 虚拟细胞有望彻底革新医学研究,为精准医疗和疾病预防提供新的途径。全球科学家共同努力,将加速人类健康领域的关键突破,造福世界各地的人们。
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