Mecanismo de regeneração de minhocas de engenharia reversa de Inteligência Artificial

Planaria fica surpresa com o progresso da IA ​​/ Wikipedia

Pela primeira vez, usando inteligência artificial , os biólogos obtiveram uma solução para um problema com o qual estavam lutando há mais de 100 anos. Esse modelo foi obtido, pelo qual os planaristas de planícies cultivam uma parte do corpo perdida. Este não é apenas o primeiro modelo biológico obtido pela inteligência artificial, mas também, em princípio, o primeiro modelo detalhado desse processo.

Para aproximar o sonho de uma pessoa de  crescer novos órgãos, os cientistas precisam entender o mecanismo exato de como esses órgãos crescem em organismos vivos. Por um lado, o papel do DNA e os componentes genéticos dos organismos no nível molecular são mais ou menos conhecidos. Por outro lado, não está claro como, com base nessas informações, as células se alinham no tamanho, forma e orientação desejados. Esses estudos também são realizados na Tufts Private University , EUA.

"A maioria dos modelos de regeneração modernos são diagramas e experimentos genéticos que mostram quais genes são responsáveis ​​por quê. Excelente - mas não segue qual será a forma resultante. Não está claro como calcular o que vem desse conjunto de genes - uma árvore, um polvo ou um homem ", diz Michael Levin, professor de biologia e diretor do centro de regeneração e biologia evolutiva da Tufts.



" A maioria dos modelos mostra alguns componentes necessários para esse processo, mas não mostra exatamente o que e como isso afeta a forma. Precisamos de algoritmos e "modelos de construção de um organismo que poderia ser seguido com precisão e que não seria incompreensível ou ambíguo. Você faz isso de acordo com a receita e obtém a forma correta".

Levin, em colaboração com Daniel Lobo, desenvolveu um algoritmo de computador que, usando computação evolutiva, constrói redes reguladoras genéticas. Essas redes, evoluindo gradualmente, aprendem a prever os resultados de experimentos realizados em laboratórios reais.

As redes genéticas reguladoras nas células são conjuntos de diferentes segmentos de DNA que interagem indiretamente e são responsáveis ​​pela geração de certas proteínas. Os cientistas procuravam uma rede reguladora que, se executada em todas as células de um worm virtual, levaria aos mesmos resultados que experimentos de laboratório.

Aprendendo com os resultados da pesquisa, o algoritmo, no final, aprendeu a prever corretamente os resultados de experimentos de laboratório e produziu um modelo para a operação de redes reguladoras. Como resultado, diz Levin, o único modelo mecanicista existente foi obtido que explica como o código genético se transforma em um verme vivo.

“Uma das descobertas surpreendentes foi que o modelo encontrado pelo algoritmo não se mostrou complexo, confuso e inacessível à compreensão humana. Pelo contrário, é um modelo bastante simples que você pode entender facilmente ", diz Levin. "Tudo isso é demonstrado pelo fato de que a IA pode ajudar em todas as áreas da ciência - não apenas no processamento de grandes quantidades de dados, mas também na descoberta do significado desses dados".

Source: https://habr.com/ru/post/pt380333/