Γιατί τα "ψηφιακά δίδυμα" θα μπορούσαν να επιταχύνουν την ανακάλυψη ναρκωτικών

13/12/2024 12:07

Αυτή είναι η πρώτη από μια σειρά έξι μερών για το πώς η AI αλλάζει ιατρική έρευνα και θεραπείες.
Η καρδιά μπροστά μου χτυπάει και κινείται σαν ανθρώπινο όργανο, αλλά δεν έχει αίμα που να ρέει μέσα από αυτό, ούτε ζει σε ανθρώπινο σώμα.
Είναι μια καρδιά που παράγεται από υπολογιστή, ή ψηφιακή δίδυμη, που χρησιμοποιείται για να δοκιμάσει εμφυτεύσιμες καρδιαγγειακές συσκευές, όπως στεντ, και προσθετικές βαλβίδες που, μόλις επιβεβαιωθεί ότι είναι ασφαλείς, θα χρησιμοποιηθούν τελικά σε πραγματικούς ανθρώπους.
Αλλά οι δημιουργοί της καρδιάς, Adsilico, έχουν πάει πέρα από τη δημιουργία μόνο ένα ακριβές μοντέλο.
Χρησιμοποιώντας τεχνητή νοημοσύνη και τεράστιες ποσότητες δεδομένων, έχουν δημιουργήσει πολλαπλές διαφορετικές καρδιές.
Αυτές οι συνθετικές καρδιές που παράγονται από τον ιό της νόσου μπορούν να αντικατοπτρίζουν όχι μόνο τα βιολογικά χαρακτηριστικά όπως το βάρος, η ηλικία, το φύλο και η αρτηριακή πίεση, αλλά και τις συνθήκες υγείας και το εθνικό υπόβαθρο.
Καθώς αυτές οι διαφορές συχνά δεν αντιπροσωπεύονται σε κλινικά δεδομένα, οι ψηφιακές δίδυμες καρδιές μπορούν να βοηθήσουν τους κατασκευαστές συσκευών να διεξάγουν δοκιμές σε πιο διαφορετικούς πληθυσμούς από ό, τι θα μπορούσαν με τις δοκιμές του ανθρώπου, ή δοκιμές που περιλαμβάνουν μόνο ψηφιακά δίδυμα χωρίς AI.
Αυτό μας επιτρέπει να συλλάβουμε την πλήρη ποικιλία των ανατομικών ασθενών και των φυσιολογικών αντιδράσεων, κάτι που δεν είναι δυνατό με τη χρήση συμβατικών μεθόδων.
Αυτή η χρήση του AI για την ενίσχυση της δοκιμής συσκευών οδηγεί στην ανάπτυξη συσκευών που είναι πιο περιεκτική και ασφαλέστερη, λέει η διευθύντρια Adsilico Sheena Macpherson.
Το 2018 μια έρευνα της Διεθνούς Κοινοπραξίας Ερευνητών Δημοσιογράφων αποκάλυψε ότι 83.000 θάνατοι και πάνω από 1,7 εκατομμύρια τραυματισμοί προκλήθηκαν από ιατρικές συσκευές.
Η κα ΜακΦέρσον ελπίζει ότι τα ψηφιακά δίδυμα της Αλ μπορούν να μειώσουν αυτούς τους αριθμούς.
Για να κάνετε αυτές τις συσκευές πιο ασφαλείς, πρέπει να τις δοκιμάσετε πιο διεξοδικά, και δεν είναι εφικτό να το κάνετε αυτό σε περιβάλλον κλινικών δοκιμών λόγω των εξόδων της," αναφέρει η κ. Macpherson, η οποία εδρεύει στο Northumberland.
"Έτσι θέλετε να είστε σε θέση να χρησιμοποιήσετε την έκδοση που παράγεται από τον υπολογιστή, για να βεβαιωθείτε ότι ό, τι κάνετε, έχετε δοκιμάσει όσο το δυνατόν πιο διεξοδικά πριν το δοκιμάσετε σε έναν άνθρωπο.
Ακόμη και ένα κλάσμα αυτών των θανάτων - και των σχετικών μηνύσεων - θα μπορούσε να είχε αποφευχθεί με πιο διεξοδικές δοκιμές.
Μπορείτε επίσης να πάρετε πιο λεπτομερή αποτελέσματα.
"Θα μπορούσατε να πάρετε την ίδια [εικονική] καρδιά και θα μπορούσατε να ελέγξετε κάτω από χαμηλή ή υψηλή αρτηριακή πίεση, ή ενάντια σε διαφορετική εξέλιξη της νόσου, για να δείτε αν αυτό επηρεάζει τη συσκευή με οποιονδήποτε τρόπο.
Η κ. Macpherson προσθέτει: [εικονική] δοκιμή δίνει στους κατασκευαστές ιατρικών συσκευών περισσότερες γνώσεις.
Σημαίνει επίσης ότι μπορούμε να δοκιμάσουμε σε άλλες ομάδες υποασθενών, όχι μόνο λευκούς άνδρες στους οποίους οι κλινικές δοκιμές βασίζονται παραδοσιακά.
Τα μοντέλα Adsilicos AI εκπαιδεύονται σε συνδυασμό καρδιαγγειακών δεδομένων και δεδομένων από πραγματικές μαγνητικές τομογραφίες και αξονικές τομογραφίες, που περιλαμβάνουν ιατρική απεικόνιση από ασθενείς που συναινούν.
Τα δεδομένα προέρχονται από λεπτομερείς ανατομικές δομές της καρδιάς, για να βοηθήσουν στη δημιουργία ακριβών ψηφιακών αναπαραστάσεων του πώς οι ιατρικές συσκευές θα αλληλεπιδράσουν με διαφορετικά ανατομικά ασθενών.
Οι δοκιμές Adsilicos περιλαμβάνουν τη δημιουργία ενός ψηφιακού δίδυμου της συσκευής που πρόκειται να δοκιμαστεί, το οποίο στη συνέχεια εισάγεται στην εικονική καρδιά σε μια προσομοίωση που παράγεται από AI.
Όλα λαμβάνουν χώρα μέσα σε έναν υπολογιστή, όπου η δοκιμή μπορεί να αναπαραχθεί σε χιλιάδες άλλες καρδιές - όλες οι AI-μιμοποίηση εκδόσεις μιας πραγματικής ανθρώπινης καρδιάς.
Οι δοκιμές σε ανθρώπους και ζώα, από την άλλη πλευρά, τείνουν να περιλαμβάνουν μόνο εκατοντάδες συμμετέχοντες.
Ίσως το μεγαλύτερο κίνητρο για τους κατασκευαστές φαρμάκων και συσκευών για να συμπληρώσει κλινικές δοκιμές με AI digital δίδυμα είναι πώς μειώνει το χρόνο που χρειάζεται, το οποίο μεταφράζεται σε μεγάλη εξοικονόμηση κόστους, πάρα πολύ.
Η εταιρεία παραγωγής φαρμάκων Sanofi, για παράδειγμα, ελπίζει να μειώσει την περίοδο δοκιμής κατά 20%, ενώ αυξάνει επίσης το ποσοστό επιτυχίας.
Χρησιμοποιεί ψηφιακή δίδυμη τεχνολογία στην ανοσολογία, την ογκολογία και την ειδικότητα των σπάνιων ασθενειών.
Χρησιμοποιώντας βιολογικά δεδομένα από πραγματικούς ανθρώπους, η Sanofi δημιουργεί προσομοιωμένους ασθενείς με βάση την AI - όχι πραγματικούς κλώνους συγκεκριμένων ατόμων - οι οποίοι μπορούν να διασχιστούν σε όλες τις ομάδες ελέγχου και εικονικού φαρμάκου εντός της δοκιμής.
Τα προγράμματα Sanofis AI δημιουργούν επίσης ηλεκτρονικά μοντέλα του φαρμάκου που πρέπει να ελεγχθεί, συνθέτοντας ιδιότητες όπως το πώς το φάρμακο θα απορροφηθεί σε όλο το σώμα, έτσι ώστε να μπορεί να ελεγχθεί σε ασθενείς με AI.
Το πρόγραμμα προβλέπει επίσης τις αντιδράσεις τους - αναπαράγει την πραγματική δοκιμαστική διαδικασία.
Με ποσοστό αποτυχίας 90% σε όλη τη βιομηχανία νέων φαρμάκων κατά τη διάρκεια της κλινικής ανάπτυξης, μια αύξηση μόλις 10% στο ποσοστό επιτυχίας μας με τη χρήση τεχνολογιών όπως τα ψηφιακά δίδυμα θα μπορούσε να έχει ως αποτέλεσμα την εξοικονόμηση 100 εκατομμυρίων δολαρίων, δεδομένου του υψηλού κόστους διεξαγωγής κλινικών δοκιμών καθυστερημένης φάσης, λέει ο Ματ Τρουπό, επικεφαλής της Sanofis παγκοσμίως των ερευνητικών πλατφορμών και υπολογιστική έρευνα και ανάπτυξη.
Τα αποτελέσματα μέχρι στιγμής ήταν πολλά υποσχόμενα, προσθέτει ο κ. Truppo, ο οποίος εδρεύει στη Βοστώνη των ΗΠΑ.
Υπάρχουν ακόμα πολλά να κάνουμε.
Πολλές από τις ασθένειες που προσπαθούμε τώρα να επηρεάσουμε είναι εξαιρετικά περίπλοκες.
Εδώ είναι που έρχονται εργαλεία σαν τον Αλ.
Η ισχύς της επόμενης γενιάς των ψηφιακών δίδυμων με ακριβή μοντέλα AI της πολύπλοκης ανθρώπινης βιολογίας είναι το επόμενο σύνορο.
Ωστόσο, τα ψηφιακά δίδυμα μπορεί να έχουν αδυναμίες, λέει ο Τσάρλι Πάτερσον, ένας συνεργάτης στο PA Consulting και ένας πρώην διαχειριστής υπηρεσιών NHS.
Τονίζει ότι τα δίδυμα είναι τόσο καλά όσο τα δεδομένα στα οποία εκπαιδεύονται.
"[Λόγω] παλαιών μεθόδων συλλογής δεδομένων, και χαμηλή αναπαράσταση περιθωριοποιημένων πληθυσμών, θα μπορούσαμε να καταλήξουμε σε μια θέση όπου θα μπορούσαμε ακόμα να εισάγουμε μερικές από αυτές τις προκαταλήψεις όταν προγραμματίζουμε εικονικές αναψυχές των ατόμων.
Η εργασία με περιορισμένα δεδομένα κληρονομιάς για την εκπαίδευση του AI είναι ένα ζήτημα που η Sanofi γνωρίζει και εργάζεται για την επίλυση.
Για να καλύψει κενά στα εσωτερικά της σύνολα δεδομένων - που αποτελούνται από εκατομμύρια σημεία δεδομένων από τις χιλιάδες των ασθενών που υποβάλλονται σε δοκιμές κάθε χρόνο - αντλεί δεδομένα από τρίτους, όπως ηλεκτρονικά αρχεία υγείας και βιοτράπεζες.
Στο Adsilico, η κ. Macpherson ελπίζει ότι μια μέρα η ψηφιακή δίδυμη τεχνολογία AI θα εξαλείψει τις δοκιμές των ζώων από κλινικές δοκιμές, η οποία εξακολουθεί να θεωρείται σημαντικό μέρος της διαδικασίας δοκιμής φαρμάκων και συσκευών.
Ένα εικονικό μοντέλο της καρδιάς μας είναι ακόμα πιο κοντά σε μια ανθρώπινη καρδιά από εκείνη ενός σκύλου, αγελάδας, προβάτου ή γουρουνιού, η οποία τείνει να είναι αυτό που χρησιμοποιούν για εμφυτεύσιμες μελέτες συσκευών, λέει.

Other Articles in Technology

News Image
Ο άνθρωπος καταδικάστηκε για επανειλημμένα ψέματα για την εφεύρεση Bitcoin

Ένας επιστήμονας υπολογιστών έχει βρεθεί ότι έχει διαπράξει περιφρόνηση στο δικαστήριο επειδή ψευδώς και επίμονα ισχυρίζεται ότι είναι ο μυστηριώδης εφευρέτης του Bitcoin, Satoshi Nakamoto. Τον Μάρτιο, το Ανώτατο Δικαστήριο αποφάσισε ότι ο Κρεγκ Ράιτ δεν ήταν ο Σατόσι, και τον διέταξε να σταματήσει...

Read more
News Image
Ν Κορέα χάκερς έκλεψε $1.3 δις κρυπτογραφία φέτος - έκθεση

Ένα σύνολο 2,2 δισ. δολαρίων (1,76 δισ.) σε κρυπτογραφικές καταστάσεις έχει κλαπεί φέτος, με τους χάκερς της Βόρειας Κορέας να αντιπροσωπεύουν πάνω από το ήμισυ αυτού του αριθμού, σύμφωνα με μια νέα μελέτη. Η ερευνητική εταιρεία Chainalysis λέει ότι χάκερς που συνδέονται με το αποκλειστικό κράτος έκ...

Read more
News Image
Θα μπορούσε η AI να βοηθήσει στην πρόληψη της απώλειας της όρασης που σχετίζεται με το διαβήτη;

Αυτό είναι το δεύτερο χαρακτηριστικό σε μια σειρά έξι μερών που εξετάζει πώς η AI αλλάζει ιατρική έρευνα και θεραπείες. Ο Τέρι Κουίν ήταν μόνο στην εφηβεία του όταν διαγνώστηκε με διαβήτη. Κατά κάποιο τρόπο επαναστάτησε ενάντια στην ετικέτα και στις συχνές εξετάσεις, χωρίς να θέλει να αισθάνεται δια...

Read more
News Image
Η Amazon θεωρεί ότι η LuxOpCo δεν είναι σε θέση να αποδείξει ότι η LuxOpCo δεν είναι σε θέση να αποδείξει ότι η LuxOpCo δεν είναι σε θέση να αποδείξει ότι η LuxOpCo δεν είναι σε θέση να αποδείξει ότι η LuxOpCo δεν είναι σε θέση να αποδείξει ότι η LuxOpCo

Η Amazon πίεσε τους αμερικανούς αποθηκευτικούς εργάτες της να εκπληρώσουν τις εντολές τους με ταχύτητες που θα μπορούσαν να προκαλέσουν υψηλά ποσοστά τραυματισμού παρά το γεγονός ότι γνωρίζει τους κινδύνους, μια έρευνα που ηγείται ο Γερουσιαστής Μπέρνι Σάντερς βρήκε. Τα ευρήματα, μετά από 18μηνη έρε...

Read more
News Image
Trump συναντά TikTok Διευθύνων Σύμβουλος ως απαγόρευση προθεσμία αργαλειών

Ο εκλεγμένος Πρόεδρος των ΗΠΑ Ντόναλντ Τραμπ συναντήθηκε με τον Διευθύνοντα Σύμβουλο του Τικ Τοκ τη Δευτέρα, καθώς ο γίγαντας των μέσων κοινωνικής δικτύωσης αγωνίζεται από τις αρχές των ΗΠΑ για να το απαγορεύσει. Ο Τραμπ συνάντησε τον Σου Ζι Τσου στο κτήμα του Μαρ-α-Λάγκο στη Φλόριντα τη Δευτέρα, αν...

Read more
News Image
Ofcom ζητά συγγνώμη για το "ill-jucked" πορνό αστείο

Η Ofcom έχει ζητήσει συγγνώμη για ό, τι παραδέχεται ήταν μια "ανεκδίκητη" θέση των εργαζομένων για μια εργασία που περιλαμβάνει την παρακολούθηση πορνογραφικών ιστοσελίδων για παράνομο περιεχόμενο και τη διακοπή της πρόσβασης των παιδιών σε αυτά. "Πάντα ήθελε να δουλεύει σε πορνό, αλλά δεν έχει τα π...

Read more
News Image
Ο Αμαζόνιος αντιμετωπίζει απειλή απεργίας των ΗΠΑ μπροστά από τα Χριστούγεννα

Οι εργάτες του Αμαζονίου στις ΗΠΑ θα μπορούσαν να πάνε σε απεργία πριν από τα Χριστούγεννα, αφού μέλη της ένωσης Teamsters ψήφισαν υπέρ της βιομηχανικής δράσης. Οι εργαζόμενοι αναφέρουν ότι ο διαδικτυακός γίγαντας λιανικής πώλησης αρνήθηκε να αναγνωρίσει την ένωσή τους και αγνόησε προθεσμία 15 Δεκεμ...

Read more
News Image
Η Apple κατηγορείται για χρήση ορυκτών συγκρούσεων

Η Λαϊκή Δημοκρατία του Κονγκό έχει υποβάλει ποινικές καταγγελίες στη Γαλλία και το Βέλγιο εναντίον θυγατρικών της τεχνολογίας της γίγαντας Apple, κατηγορώντας την για χρήση ορυκτών συγκρούσεων. Ενεργώντας εξ ονόματος της κυβέρνησης του Κονγκό, οι δικηγόροι υποστήριξαν ότι η Apple είναι συνένοχη σε ε...

Read more
News Image
Πώς το Facebook περιόρισε τις ειδήσεις στα παλαιστινιακά εδάφη

Το Facebook περιόρισε σοβαρά την ικανότητα των παλαιστινιακών ειδήσεων να πλησιάσουν το κοινό κατά τη διάρκεια του πολέμου Ισραήλ-Γκάζα, σύμφωνα με την έρευνα του BBC. Σε μια περιεκτική ανάλυση των δεδομένων του Facebook, διαπιστώσαμε ότι οι αίθουσες ειδήσεων στα παλαιστινιακά εδάφη - στη Γάζα και σ...

Read more
News Image
Το πρώτο Bitcoin έθνος ζυγίζει πίσω crypto όνειρο

Το Ελ Σαλβαδόρ έχει επιτύχει συμφωνία δανείου ύψους 1,4 δισ. δολαρίων (1,1 δισ. δολαρίων) με το Διεθνές Νομισματικό Ταμείο (ΔΝΤ) αφού συμφώνησε να αναβαθμίσει τις αμφιλεγόμενες πολιτικές του για τα μπιτκόιν. Ο παγκόσμιος δανειστής ανέφερε ότι οι κίνδυνοι που σχετίζονται με την υιοθέτηση του μεγαλύτε...

Read more