Модернизация медицины идёт столь стремительно, что привычные методы диагностики и лечения постепенно уступают место технологиям будущего. Представьте: у пациента выявляют гастрит, и врач сначала тестирует препараты не на нём самом, а на цифровой модели его желудка, чтобы заранее понять, какие лекарства подойдут лучше всего. Новые препараты создаются с помощью ИИ и доставляются прямо в поражённые ткани, что в перспективе может практически устранить побочные эффекты. Об этих разработках рассказывает материал ТАСС.
Материал опубликован в рамках проекта «Образ будущего», посвящённого технологиям, которые уже существуют и будут активно развиваться ближайшие 10–15 лет. Команда учёных Форсайт-центра ИСИЭЗ НИУ ВШЭ выделила главные направления — от нейроимплантов до цифровых двойников органов. Система iFORA проанализировала более 50 млн документов, чтобы определить важнейшие тренды, а затем эксперты обсудили результаты.
Новая медицина и фармацевтика
Технологии уже меняют работу врачей: ИИ помогает оформлять документы, анализировать исследования, искать данные в литературе. В Подмосковье искусственный интеллект используют около трети врачей, а в 85 регионах он применяется для интерпретации медицинских изображений.
Меняется и подход к исследованиям. Раньше эксперименты проводили в пробирках (in vitro) или на живых организмах (in vivo). С 1989 года появилась ещё одна площадка — in silico, то есть моделирование в компьютерных системах. Если собрать достаточно сведений о процессе в организме, его можно воспроизвести в симуляции.
Так, специалисты университета «Сириус» создали цифровые модели двух систем, отвечающих за регуляцию давления: сердечно-сосудистой и почечной. С помощью программы можно просчитать действие разных препаратов и выбрать оптимальный вариант лечения. Учёные работают и над виртуальной моделью мозга, чтобы лечить эпилепсию.
Цифровые двойники органов
Пока такие модели тестируются, но в будущем станут основой персонализированной медицины. Для создания цифрового двойника достаточно загрузить данные о пациенте — результаты анализов, историю болезней и индивидуальные особенности. Конечно, полностью повторить организм невозможно: слишком много факторов влияет на течение болезни.
Если врачу не хватает сведений — например, данных об эластичности сосудов, — он может протестировать препарат на целой группе цифровых двойников (до 500 моделей), различающихся важным параметром. Программа покажет, насколько эффективно лекарство снизит давление и возможны ли побочные реакции. Можно смоделировать комбинацию препаратов и даже просчитать изменения показателей через десятилетия.
Основой виртуальных моделей становятся сложные математические уравнения. Разные модули можно объединять — как конструктор: цифровое сердце, почки, желудок — и создавать всё более сложные системы.
Почему это сложно
Разработка цифрового двойника каждого органа занимает годы, а смоделировать весь организм сейчас практически нереально: и из-за сложности биологических процессов, и из-за ограничений вычислительной мощности. Поэтому создают отдельные модели для конкретных задач — например, для лечения гипертонии или эпилепсии.
Другие важные направления
Артур Кадурин, руководитель направления разработки лекарств на базе ИИ в AIRI, отмечает: искусственный интеллект уже помогает создавать структуру будущего препарата, оценивать его свойства и выбирать мишени в организме. Первые молекулы, разработанные таким образом, уже проходят третью фазу клинических испытаний. Использование ИИ сокращает стоимость исследований и ускоряет создание лекарства на 2–3 года.
Важным направлением остаются технологии адресной доставки препаратов. Поскольку многие лекарства действуют на организм в целом и вызывают побочные реакции, учёные создают способы доставлять действующее вещество только в нужные клетки. Эти методы уже применяют в онкологии. В будущем, по словам Филиппа Максимова из МФТИ, будут развиваться разные типы таргетной доставки: от специальных антител до наночастиц, которые удерживают препарат в организме дольше. Подобные механизмы пригодны и для диагностики — например, помогают выявлять рецидивы опухолей.
Источник: ТАСС
Рекомендуем также: