Нейросети в создании новых лекарственных препаратов

Использование искусственного интеллекта (ИИ) в различных областях здравоохранения постепенно становится рутинной практикой. Лечебные учреждения уже внедрили приложения, используя которые пациент легко может записаться на прием или посмотреть назначения врача. Функционал ИИ уже используют в разработке медицинских изделий и лекарственных средств. Тем не менее, ИИ является достаточно обширным термином, который включает большое количество конкретных инструментов для решения определенных задач. Сегодня наша статья будет посвящена использованию нейросетей для создания лекарственных средств.

Нейросеть – это программа, которая умеет обучаться на основе данных и примеров. Она не работает по готовым правилам и алгоритмам, а пишет их сама во время обучения. Интересно, что нейросеть устроена по образу нервной системы человека, то есть алгоритмы в ней устроены как нейроны в человеческом мозге. Они связаны между собой синапсами и могут передавать друг другу сигналы.

1. Процесс обучения нейросети состоит из следующих этапов:
   Получение «входных» и «выходных» данных из массива данных (например, пара «текст + картинка»). На данном этапе связь между нейронами отсутствует.
2. Предсказание. Например, картинку кота нейросеть назовет собакой.
3. Вычисление ошибки. Нейросеть определяет, насколько точно она сопоставила картинку и текст.
4. Корректировка ошибки. На данном этапе происходит усиление связей между теми нейронами, которые помогут распознать кота.
5. Повторение шагов 1-4 до тех пор, пока нейросеть не научится угадывать правильно.

Нейросети уже помогают сократить сроки разработки лекарственных препаратов. При отсутствии возможностей нейросетей разработка лекарственного препарата может занимать до 15 лет, при этом затраты на разработку могут составлять до 3 млрд долларов США. Основная сложность заключается в том, что ученые должны изучить десятки тысяч молекул, чтобы найти необходимую, а затем определить оптимальное соотношение компонентов для лечения конкретного заболевания.

Благодаря нейросетям временные затраты на создание лекарственного препарата можно сократить в среднем в 10 раз. Например, использование нейросети GENTTRL удалось найти, синтезировать лекарство от фиброза и провести испытание его на животных за 46 дней. Фирма Insilico Medicine, которая занималась данным исследованием, отмечает, что препарат, разработанный искусственным интеллектом, будет эффективнее, чем уже разработанные ранее.

---

С.А. Чубов, Н.А. Тарасюк ВОЗМОЖНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ИСКУССТВЕННОГО ИНТЕЛЛЕКТА В ПРОЦЕССЕ ФОРМИРОВАНИЯ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ КОМПЕТЕНТНОСТИ БУДУЩИХ ФАРМАЦЕВТОВ