Докато технологията сама по себе си не се е развила толкова бързо, колкото искахме, сега сме на кръстопът, където трябва да изследваме сближаването на технологиите. Как се случва това, което се случва в роботиката, от това, което се случва в областта на 3D печат? Какво може да се постигне чрез прилагане на най-новите постижения в квантовите изчисления в нанотехнологиите? Сред всички тези линии има една особено любопитна пресечна точка: изкуствен интелект и геномика. Във всяка от тези области има постоянен напредък, но Джейми Мецел вярва, че именно тяхното сближаване ще ни сближи с неизследваните територии, за които сме мечтали, когато четем научна фантастика. „Влекачът на войната ще започне и ще бъде конкуренция между реалностите на нашата биология, с нейните вградени ограничения и обхвата на нашите стремежи“, казва той.
Метцел е старши сътрудник в Атлантическия съвет. Миналата седмица той разказа за мислите си за геномиката и ИИ и къде ще ги отведе тяхното сближаване.
Животът, с който сме свикнали
Метцел обяснява, че геномиката като поле се развива бавно - но бързо набира скорост. През 1953 г. Джеймс Уотсън и Франсис Крик идентифицират структурата на ДНК двойната спирала и осъзнават, че редът на базовите двойки съдържа съкровищница от генетична информация. Това беше книгата на живота, намерихме го.
През 2003 г., когато проектът за човешкия геном беше завършен (след 13 години и изразходвани 2,7 милиарда долара), научихме, че геномът е съставен от 3 милиарда базови двойки и разположението на специфични гени в нашите хромозоми. Книгата на живота не просто съществуваше - тя можеше да бъде прочетена.
Петнадесет години по-късно - през 2018 г. - вече усвоихме уменията за точно редактиране на гените на растенията, животните и хората. Всичко се променя бързо и ни тласка към нови граници. Забравете да прочетете книгата на живота - научаваме се да я пишем.
„Прочетете, пишете и хакнете - очевидно е, че човешките същества са просто друга форма на информационни технологии и тъй като нашата информационна технология навлезе в експоненциална крива на откритие, така и ние ще влезем в себе си“, казва Метцел. "И това се пресича с революцията на ИИ."
Промоционално видео:
Наука за живота плюс машинно обучение
През 2016 г. AlphaGo програмата на DeepMind победи най-добрия играч в света. През 2017 г. се появи AlphaGo Zero: за разлика от AlphaGo, AlphaGo Zero не се е учил от предишни игри на go, а просто е научил правилата на играта на go - и победи програмата AlphaGo за четири дни.
Нашата собствена биология със сигурност е много по-сложна от играта на Go и от това трябва да започнем. "Системата на нашата собствена биология, която се опитваме да разберем, е масивна, но по-важното - разбираема."
Вземете стандартния набор от правила от нашата биология, данните за генома - и в крайна сметка дори може да надминете самата природа.
Много държави вече започват да предоставят такива данни. Британската национална здравна служба наскоро обяви план за секвениране на геномите на пет милиона британци през следващите пет години. В Съединените щати изследователската програма „Всичко от нас“очертава милион американци. Китай е още по-агресивен в последователността на своето население и има за цел да подреди половината от всички новородени до 2020 г.
„Ще разполагаме с масивни групи от последователни геномни данни“, казва Метцел. „Истинското откритие ще дойде от сравняването на секвенцираните геноми на хората с техните електронни медицински записи и в крайна сметка с техните записи от живота.“
Да накараме хората да споделят доброволно своите данни е друг въпрос. Но тук липсата на силна защита на поверителността в Китай може да бъде значително предимство.
За да сравним генотипите и фенотипите по мащаб - първо милиони, след това стотици милиони, а след това милиарди - според Metzel ще ни трябват инструменти за изкуствен интелект и анализи на големи данни, както и алгоритми, които са много по-добри от тези, които познаваме. Тези инструменти ще ни позволят да преминем от прецизна медицина към прогностична медицина, така че да знаем точно къде и кога са готови да се появят различни заболявания и да спрем тяхното възникване.
Но когато отключим собствената си генетика, това ще бъде не само и не толкова здравеопазването. В крайна сметка става въпрос за това кой и какви сме ние - хората. Става въпрос за идентичност.
Дизайнерски деца и техните деца
Според Метцел най-сериозното приложение на нашите геномни знания ще бъде в отглеждането на ембриони.
В момента процедурите за ин витро оплождане (IVF) ви позволяват да извлечете около 15 яйца, да ги оплодите и след това да извършите генетично изследване преди имплантацията; в момента можете да разберете как изглеждат заболявания, свързани с мутация на един ген, и прости функции като цвят на косата или очите. Когато стигнем до милиони, а след това милиарди, хора с секвенирани геноми, ние добиваме представа за това как работи генетиката на мащаба и можем да правим по-информиран избор.
Представете си, че посетите клиника за плодородие през 2023 година. Давате парче кожа или кръвна проба и чрез използването на in vitro гаметогенеза (IVG) кожата или кръвните ви клетки се превръщат в яйца или сперматозоиди, дори ако сте безплодни, които по-късно могат да се комбинират в ембриони. Десетки стотици ембриони, създадени от изкуствени гамети, даряват няколко клетки, след което тези клетки се секвенират. Последователностите на гените ви разказват за вероятността от определени черти и заболявания. „Когато генетичната основа е навсякъде, ще можем да разберем с все по-високо ниво на точност колко здраво ще расте детето.“
Това според него може да доведе до диви и плашещи последици: ако вземете 1000 яйца и изберете едно с оптимални генетични последователности, можете след това да се ожените за ембриона си с някой друг, който е направил подобни неща по различна генетична линия. "Вашият 5-дневен ембрион и извънземният 5-дневен ембрион ще имат бебе в процеса на IVG", казва Метцел. "Тогава това дете ще има бебе с още пет дневен ембрион от различна генетична линия и можете да продължите и напред."
Звучи лудо, нали? Но чакай, това не е всичко. Както Джейсън Понтин каза Wired тази година, „технологиите за редактиране на гени като CRISPR-Cas9 ще направят сравнително лесно да се поправят, добавят или премахват гени по време на IVG, елиминирайки заболяване или правейки подобрения, които се вълнуват през целия геном на дете. Всичко това може да звучи като научна фантастика, но за тези, които следват изследването, комбинацията от редактиране на гени и IVG изглежда повече от просто вероятност - неизбежно развитие."
Всичко лудо е просто
След като стъпим на хлъзгавия склон на редактиране на гени и чифтосване на ембриони, ще се впуснем в дистопична раса, за да създадем перфектния човек. Ако някой вложи толкова много време и усилия в подбора на ембрионите си, Мецел пита, как ще избере брачен партньор за децата си? IVG ще му позволи да ускори еволюцията.
„Всички ние трябва да бъдем част от приобщаващ, интегриран, глобален диалог за бъдещето на нашия вид“, казва Метцел. „Здравните специалисти ще бъдат важни възли в това.“Не на последно място, този диалог може да повдигне въпроса за достъпа до технологии като IVG; Трябва ли да предприемем някои стъпки, така че IVG да не премине от инструмент за богато малцинство до инструмент за още по-богато и по-малцинство, като по този начин разклати неравенството и допълнително поляризира обществото?
Както отбелязва Понтин, преди 40 години IVG също предизвика страх, объркване и съпротива - и днес ин витро оплождането е толкова нормално и широко разпространено, колкото милиони здрави бебета, създадени с помощта на тази технология.
Иля Кел
