La inteligencia artificial podría "descifrar el lenguaje del cáncer y el Alzheimer
Los potentes algoritmos utilizados por Netflix, Amazon y Facebook pueden 'predecir' el lenguaje biológico del cáncer y las enfermedades neurodegenerativas
Los grandes datos producidos durante décadas de investigación se introdujeron en un modelo de lenguaje informático para comprobar si la inteligencia artificial puede hacer descubrimientos más avanzados que los humanos.
Imagen de microscopía de fluorescencia de condensados de proteínas que se forman en el interior de células vivas.
Weitz lab, Harvard University
Académicos del St John's College de la Universidad de Cambridge descubrieron que la tecnología de aprendizaje automático podía descifrar el "lenguaje biológico" del cáncer, el Alzheimer y otras enfermedades neurodegenerativas.
Su innovador estudio se ha publicado en la revista científica PNAS y podría utilizarse en el futuro para "corregir los errores gramaticales dentro de las células que causan enfermedades".
El profesor Tuomas Knowles, autor principal del trabajo y miembro del St John's College, dijo: John's College: "Introducir la tecnología de aprendizaje automático en la investigación de las enfermedades neurodegenerativas y el cáncer supone un cambio radical. En última instancia, el objetivo será utilizar la inteligencia artificial para desarrollar fármacos específicos que alivien drásticamente los síntomas o impidan que se produzca la demencia".
Cada vez que Netflix recomienda una serie para ver o Facebook sugiere a alguien para hacerse amigo, las plataformas están utilizando potentes algoritmos de aprendizaje automático para hacer conjeturas muy educadas sobre lo que la gente hará a continuación. Los asistentes de voz como Alexa y Siri pueden incluso reconocer a personas individuales y "hablar" al instante con ellas.
La Dra. Kadi Liis Saar, primera autora del artículo e investigadora del St John's College, utilizó una tecnología similar de aprendizaje automático para entrenar un modelo lingüístico a gran escala con el fin de analizar lo que ocurre cuando algo va mal con las proteínas del cuerpo y provoca una enfermedad.
Dijo: "El cuerpo humano alberga miles y miles de proteínas y los científicos aún no conocen la función de muchas de ellas. Le pedimos a un modelo lingüístico basado en una red neuronal que aprendiera el lenguaje de las proteínas.
"En concreto, pedimos al programa que aprendiera el lenguaje de los condensados biomoleculares cambiantes -gotas de proteínas que se encuentran en las células- que los científicos realmente necesitan comprender para descifrar el lenguaje de la función biológica y el mal funcionamiento que causa el cáncer y las enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer. Descubrimos que podía aprender, sin que se le dijera explícitamente, lo que los científicos ya han descubierto sobre el lenguaje de las proteínas durante décadas de investigación".
Las proteínas son moléculas grandes y complejas que desempeñan muchas funciones críticas en el organismo. Hacen la mayor parte del trabajo en las células y son necesarias para la estructura, la función y la regulación de los tejidos y órganos del cuerpo - los anticuerpos, por ejemplo, son una proteína que funciona para proteger el cuerpo.
Las enfermedades de Alzheimer, Parkinson y Huntington son tres de las enfermedades neurodegenerativas más comunes, pero los científicos creen que hay varios cientos.
En la enfermedad de Alzheimer, que afecta a 50 millones de personas en todo el mundo, las proteínas se vuelven locas, forman grupos y matan las células nerviosas sanas. Un cerebro sano tiene un sistema de control de calidad que elimina eficazmente estas masas de proteínas potencialmente peligrosas, conocidas como agregados.
Los científicos creen ahora que algunas proteínas desordenadas también forman gotas de proteínas de aspecto líquido, llamadas condensados, que no tienen membrana y se fusionan libremente entre sí. A diferencia de los agregados de proteínas, que son irreversibles, los condensados de proteínas pueden formarse y reformarse, y a menudo se comparan con las manchas de cera que cambian de forma en las lámparas de lava.
El profesor Knowles dijo: "Los condensados de proteínas han atraído recientemente mucha atención en el mundo científico porque controlan acontecimientos clave en la célula como la expresión génica -cómo nuestro ADN se convierte en proteínas- y la síntesis de proteínas -cómo las células fabrican proteínas-.
"Cualquier defecto relacionado con estas gotas de proteína puede dar lugar a enfermedades como el cáncer. Por eso, introducir la tecnología de procesamiento del lenguaje natural en la investigación de los orígenes moleculares del mal funcionamiento de las proteínas es vital si queremos ser capaces de corregir los errores gramaticales dentro de las células que causan enfermedades."
El Dr. Saar dijo: "Alimentamos el algoritmo con todos los datos que tenía sobre las proteínas conocidas para que pudiera aprender y predecir el lenguaje de las proteínas de la misma manera que estos modelos aprenden sobre el lenguaje humano y cómo WhatsApp sabe sugerirte palabras.
"Entonces pudimos preguntarle sobre la gramática específica que lleva a sólo algunas proteínas a formar condensados dentro de las células. Es un problema muy desafiante y descifrarlo nos ayudará a aprender las reglas del lenguaje de las enfermedades."
La tecnología de aprendizaje automático se está desarrollando a gran velocidad debido a la creciente disponibilidad de datos, el aumento de la potencia de cálculo y los avances técnicos que han creado algoritmos más potentes.
Un mayor uso del aprendizaje automático podría transformar la futura investigación sobre el cáncer y las enfermedades neurodegenerativas. Se podrían hacer descubrimientos más allá de lo que los científicos ya saben y especulan actualmente sobre las enfermedades y, potencialmente, incluso más allá de lo que el cerebro humano puede entender sin la ayuda del aprendizaje automático.
El Dr. Saar explicó: "El aprendizaje automático puede liberarse de las limitaciones de lo que los investigadores creen que son los objetivos de la exploración científica y significará que se encontrarán nuevas conexiones que aún no hemos concebido. Es realmente muy emocionante".
La red desarrollada se ha puesto ahora a disposición de los investigadores de todo el mundo para que los avances puedan ser trabajados por más científicos.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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