利用人工智能工具進行生命科學研究

人工智能(AI)可能會嘗試模仿人類大腦，但它尚未完全掌握人類的復雜性。雖然它可能無法真正理解感受或原創(chuàng)創(chuàng)造力，但它可以幫助我們更好地了解自己——;根據(jù)《定量生物學》雜志最近發(fā)表的一系列文章，尤其是我們的身體在健康和疾病中的情況。

同行評審的論文-;關于生命科學人工智能的各種社論、觀點和評論 -;評估人工智能的快速發(fā)展和最近對 Chat GPT 的關注，以及生命科學研究人員如何利用此類人工智能工具來改善人類健康和理解。

“現(xiàn)在人們懷疑機器學習和人工智能帶來了一場新的科學技術革命，并將給人類的日常生活以及社會關系帶來巨大的不可預見的影響，”邁克爾·Q·張、塞西爾·H·和艾達說。德克薩斯大學達拉斯分校系統(tǒng)生物學科學格林杰出主席兼生物科學教授。他擔任高等教育出版社季刊《定量生物學》的聯(lián)合主編，并撰寫了一篇促進人工智能應用于生命科學的社論。“在這種背景下，定量生物學可能成為鼓勵有關該主題的智力討論的絕佳平臺。”

張說，他寫這篇社論《人工智能與自然智能之間的對話》是為了促進研究人員和學生之間的對話。在其中，他想象了人工智能和自然智能(NI)之間的對話，其中兩者討論了它們的基本目的和最終用途。根據(jù)NI的說法，客觀目標是人口的生存，而人工智能的目標應該是擴展和最大化人類的能力——;人工智能應該補充人類大腦。人工智能的地位最終歸結為所有學科都需要創(chuàng)造力，而人工智能“非常樂意為科學工作……特別是在為機器學習生成大數(shù)據(jù)和縱向數(shù)據(jù)領域”。

清華大學自動化系教授、《定量生物學》執(zhí)行主編張學功領導了一項名為“為未來生物學和醫(yī)學構建數(shù)字生命系統(tǒng)”的前瞻性研究，旨在發(fā)揮人工智能創(chuàng)造性地擴展人類知識的潛力。該團隊提出了數(shù)字生命系統(tǒng)(dLife)的概念和框架，作為全面整合人工智能作為數(shù)字調查手段的新范式。這個想法是，通過將獲取的信息整合到系統(tǒng)建模中，dLife 可以對整個系統(tǒng)進行數(shù)字孿生：包括個體人體——;更快、更準確地提供有關潛在治療益處或副作用的知識。

張學工說：“人工智能醫(yī)學的一個核心步驟是基于不斷增長的生物/醫(yī)學數(shù)據(jù)和知識，實現(xiàn)對復雜生物現(xiàn)象和基本規(guī)律的定量理解，并建立其數(shù)學和/或計算模型。”“這樣的模型應該能夠在數(shù)字空間中重現(xiàn)或模擬主要的生物過程和機制，從而反映現(xiàn)實生活。”

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