Нас окружают вирусы. Они повсюду. И мы классифицировали едва ли крошечную часть их огромного видового разнообразия. Эти микроскопические организмы могут выжить лишь внутри живого носителя, и при этом могут причинять вред нашим телам. Тем не менее, это не единственная причина, почему учёные озадачены ими. Нынче нам стало известно, что вирусы могут быть замешаны и в невирусных заболеваниях, таких как цирроз печени или даже синдроме хронической усталости, как, впрочем, и при воспалениях кишечника, но мы всё ещё не понимаем, как они это делают.
Чтобы понять это, необходимо машинное обучение.
Ввиду невозможности лабораторного разведения вирусов, исследователям приходится спускаться в метро и в канализацию для отбора проб в поисках новых видов. Но выковыривание отдельных микробов из грязи это медленный процесс и он никак не может помочь исследователям в понимании поведения быстро развивающихся вирусов.
И тут в дело вступает искусственный интеллект. Машинное обучение это форма искусственного интеллекта, используемого при определении комплексных образцов. Алгоритм для начала обучают, пропуская через него значительный объём данных до того, как он станет автономным и его можно будет начать использовать для исследования массивов геномов в поисках новых вирусов.
Например, журнал Nature сообщает, что специалист по биоинформатике Дэйвид Амгартен, работающий на Университет Сан Паоло в Бразилии, применял машинное обучение для идентификации вирусных геномов в навозных кучах городского зоопарка. Он рассказал журналу, что он использует свои открытия для того, чтобы понять, как вирусы могут помочь разлагать органику и сделать компостирование более эффективным.
На эту работу его вдохновил инструмент, созданный Джи Реном, цифровым биологом из Университета Южной Калифорнии Лос Анджелеса, который применял свой алгоритм, исследуя и сравнивая образцы стула здоровых людей и людей, страдающих от цирроза печени. Его команда обнаружила, что некоторые вирусы чаще встречаются у здоровых людей, нежели у больных циррозом, и это ключ к тому, что вирусы могут играть некую роль в заболевании.
Nature утверждает, что открытия, подобные сделанным Джи Реном, пробуждают в учёных интерес к способности вирусов влиять на такие неуловимые заболевания, как синдром хронической усталости и воспалительные заболевания кишечника, которые только в США поражают порядка 3 миллионов взрослых людей. Иммунолог Дерья Унутмаз, работающая в Лаборатории генетической медицины Джексона в Фармингтоне, штат Коннектикут, поддерживает эти предположения, ведя наблюдение за тем, как вирусы могут вызывать воспалительные реакции, способные нанести вред нашему обмену веществ и иммунной системе.
От определения роли вирусов в невирусных заболеваниях и до сопоставления вирусов с конкретными семействами бактерий, чтобы бороться с их устойчивостью к лекарственным средствам, искусственный интеллект может произвести революцию в нашем изучении мира столь мизерных организмов, подчас играющих весьма значимую роль в наших жизнях.