الذكاء الاصطناعي عكس آلية تجديد دودة مسطحة

تفاجأ Planaria بالتقدم في AI / Wikipedia

لأول مرة باستخدام الذكاء الاصطناعي ، حصل علماء الأحياء على حل لمشكلة كانوا يحاربونها منذ أكثر من 100 عام. تم الحصول على هذا النموذج ، حيث ينمو مستوطنو الديدان المسطحة جزءًا مفقودًا من الجسم. هذا ليس فقط النموذج البيولوجي الأول الذي تم الحصول عليه بواسطة الذكاء الاصطناعي ، ولكن أيضًا ، من حيث المبدأ ، النموذج المفصل الأول لهذه العملية.

لتقريب حلم الشخص في  تنمية الأعضاء الجديدةيحتاج العلماء إلى فهم الآلية الدقيقة لكيفية نمو هذه الأعضاء في الكائنات الحية. من ناحية ، فإن دور الحمض النووي والمكونات الوراثية للكائنات الحية على المستوى الجزيئي معروف بشكل أو بآخر. من ناحية أخرى ، ليس من الواضح كيف ، على أساس هذه المعلومات ، تصطف الخلايا مع الحجم والشكل والاتجاه المطلوبين. يتم إجراء هذه الدراسات أيضًا في جامعة تافتس الخاصة بالولايات المتحدة الأمريكية.

"معظم نماذج التجديد الحديثة عبارة عن رسوم بيانية وتجارب جينية تُظهر الجينات المسؤولة عن ماذا. ممتاز - لكنه لا يتبع الشكل الذي سيحدث. ليس من الواضح كيف نحسب ما يأتي من هذه المجموعة من الجينات - يقول مايكل ليفين ، أستاذ علم الأحياء ومدير مركز تافتس للتجديد وعلم الأحياء التطوري ، "شجرة أو أخطبوط أو رجل".



تُظهر معظم النماذج بعض المكونات اللازمة لهذه العملية ، لكنها لا تُظهر بالضبط ما هي وكيف تؤثر على الشكل. نحن بحاجة إلى خوارزميات و "نماذج بناء كائن حي يمكن اتباعها بدقة ولن تكون غير مفهومة أو غامضة. أنت تفعل ذلك حسب الوصفة وتحصل على الشكل الصحيح."

طور ليفين ، بالتعاون مع دانيال لوبو ، خوارزمية حاسوبية ، باستخدام الحسابات التطورية ، تبني شبكات تنظيمية جينية. تتعلم هذه الشبكات ، التي تتطور تدريجيًا ، التنبؤ بنتائج التجارب التي أجريت في المختبرات الحقيقية.

الشبكات الجينية التنظيمية في الخلايا عبارة عن مجموعات من أجزاء DNA مختلفة تتفاعل مع بعضها البعض بشكل غير مباشر وهي مسؤولة عن توليد بروتينات معينة. كان العلماء يبحثون عن شبكة تنظيمية ، إذا تم تنفيذها في كل خلية من دودة افتراضية ، ستؤدي إلى نفس النتائج مثل التجارب المعملية.

من خلال التعلم من نتائج البحث ، تعلمت الخوارزمية في النهاية التنبؤ بشكل صحيح بنتائج التجارب المعملية وأنتجت نموذجًا لتشغيل الشبكات التنظيمية. ونتيجة لذلك ، يقول ليفين ، تم الحصول على النموذج الميكانيكي الوحيد الموجود الذي يفسر كيف تتحول الشفرة الجينية إلى دودة حية.

"كان أحد الاكتشافات المذهلة هو أن النموذج الذي وجدته الخوارزمية لم يتضح أنه معقد ومربك وغير قابل للوصول إلى الفهم البشري. على العكس ، إنه نموذج بسيط للغاية يمكنك فهمه بسهولة. "كل هذا يظهر من خلال حقيقة أن الذكاء الاصطناعي يمكن أن يساعد في جميع مجالات العلوم - ليس فقط في معالجة كميات كبيرة من البيانات ، ولكن أيضًا في العثور على معنى هذه البيانات."

Source: https://habr.com/ru/post/ar380333/