利用人工智能工具進(jìn)行生命科學(xué)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(fù)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(xué)》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(guān)于生命科學(xué)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(guān)注，以及生命科學(xué)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(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能帶來了一場新的科學(xué)技術(shù)革命，并將給人類的日常生活以及社會關(guān)系帶來巨大的不可預(yù)見的影響，”邁克爾·Q·張、塞西爾·H·和艾達(dá)說。德克薩斯大學(xué)達(dá)拉斯分校系統(tǒng)生物學(xué)科學(xué)格林杰出主席兼生物科學(xué)教授。他擔(dān)任高等教育出版社季刊《定量生物學(xué)》的聯(lián)合主編，并撰寫了一篇促進(jìn)人工智能應(yīng)用于生命科學(xué)的社論。“在這種背景下，定量生物學(xué)可能成為鼓勵有關(guān)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(jìn)研究人員和學(xué)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(biāo)是人口的生存，而人工智能的目標(biāo)應(yīng)該是擴(kuò)展和最大化人類的能力——;人工智能應(yīng)該補充人類大腦。人工智能的地位最終歸結(jié)為所有學(xué)科都需要創(chuàng)造力，而人工智能“非常樂意為科學(xué)工作……特別是在為機(jī)器學(xué)習(xí)生成大數(shù)據(jù)和縱向數(shù)據(jù)領(lǐng)域”。

清華大學(xué)自動化系教授、《定量生物學(xué)》執(zhí)行主編張學(xué)功領(lǐng)導(dǎo)了一項名為“為未來生物學(xué)和醫(yī)學(xué)構(gòu)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(kuò)展人類知識的潛力。該團(tuán)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(diào)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(jìn)行數(shù)字孿生：包括個體人體——;更快、更準(zhǔn)確地提供有關(guān)潛在治療益處或副作用的知識。

張學(xué)工說：“人工智能醫(yī)學(xué)的一個核心步驟是基于不斷增長的生物/醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)和知識，實現(xiàn)對復(fù)雜生物現(xiàn)象和基本規(guī)律的定量理解，并建立其數(shù)學(xué)和/或計算模型。”“這樣的模型應(yīng)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(jī)制，從而反映現(xiàn)實生活。”

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