Im KI-gesteuerten Zeitalter wird die menschliche Gesundheit „den Unterschied bis ins kleinste Detail erkennen“

Autor：Eve Cole Aktualisierungszeit：2024-11-22 12:54:02

Im Zeitalter der künstlichen Intelligenz (KI) drängen biologische Big Data mit Unterstützung von Rechenleistung und Algorithmen den Bereich der menschlichen Gesundheit in eine neue Sphäre, in der wir die subtilen Veränderungen und das Herbstlaub sehen können. Beim Pujiang Innovation Forum 2024 „Shanghai International Computational Biology Innovation Forum“, das heute (9. September) stattfand und sich auf das Thema „Computational Biology Empowers Biomedicine Innovation“ konzentrierte, teilten die teilnehmenden Gäste die Anwendung von „AI+“ in biologischen Big Data: „ „Katalysatorrolle“ bei Arzneimitteln und komplexen Krankheiten. Die Zeit für die Arzneimittelentwicklung wird um 70 % verkürzt und die Erfolgsquote wird um das Zehnfache erhöht. Den Daten zufolge lag die Durchdringungsrate von KI in der Branche im Jahr 2018 bei weniger als 5 % und wird bis 2026 20 % erreichen. Insbesondere in der datenintensiven biomedizinischen Industrie ist die „Umarmung von KI“ zweifellos eine heiße Erforschung, die in Labors, Kliniken und Produktionslinien aktiv praktiziert wird. Qiao Nan, Chefwissenschaftler von Huawei Cloud Medical, erwähnte in seiner Rede, dass Huawei das Pangu-Großmodell im Jahr 2021 herausgebracht hat, um Dienstleistungen für Industriekunden bereitzustellen: „Basierend auf den Daten von Partnern arbeiten wir mit Kunden zusammen, um grundlegende Großmodelle zu entwickeln, um weitere zu vervollständigen.“ Branchenszenarienanwendungen. Qiao Nan glaubt, dass Chinas Originalmedikamente relativ schwach sind und dass das Eingreifen der KI eine gute Gelegenheit ist, das Niveau der Pharmaindustrie meines Landes systematisch zu verbessern und ein „Überholen in Kurven“ zu erreichen. Die Praxis hat gezeigt, dass KI-Arzneimittel die Entwicklungszeit für Medikamente um 70 % verkürzen und die Erfolgsquote um das Zehnfache steigern können. Im Bereich Leben und Gesundheit hat künstliche Intelligenz bahnbrechende Innovationen in der Genomik, Pharmazeutik und medizinischen Versorgung hervorgebracht. Das auf der genetischen KI-Plattform basierende System zur Identifizierung und Überwachung von Krankheitserregern der Chinesischen Akademie der Medizinischen Wissenschaften hat die Identifizierungsgeschwindigkeit von Krankheitserregern um das Fünffache erhöht und im Changhai-Krankenhaus mithilfe generativer KI-Technologie 80 % der Arbeitskosten eingespart Die Patientenberatung und die Krankenakte werden ebenfalls in Sekundenschnelle erstellt. Basierend auf dem Pangu-Arzneimittelmodell entdeckte das erste angegliederte Krankenhaus der Xi'an Jiaotong-Universität in nur wenigen Wochen mit sehr geringem Personal- und Kapitalaufwand ein Superantibiotikum. Qiao Nan sagte, dass große Modelle in Zukunft mit Bioinformatik und Organoid-Technologie kombiniert werden, um groß angelegte Hochdurchsatzdaten zu generieren. Beispielsweise baut das Shenzhen Bay Laboratory eine Hochdurchsatz-Screening-Plattform „BT+Large Model“ auf, mit der die Kosten für das Arzneimittel-Screening um 60 % gesenkt und eine höhere Vorhersagegenauigkeit erreicht werden kann. Mithilfe von Mobiltelefonen wird abnormales Verhalten überwacht und die Diagnose der Parkinson-Krankheit durchbrochen. Mit dem Beginn der Ära des tiefen Alterns haben neurodegenerative Erkrankungen wie die Alzheimer-Krankheit und die Parkinson-Krankheit eine schwere Belastung für die Gesellschaft und Familien mit sich gebracht derzeit die beste Strategie, mit diesen Krankheiten umzugehen. Für Fachärzte ist dies jedoch sehr schwierig. Wang Jian, Direktor der Abteilung für Neurologie am Huashan-Krankenhaus der Fudan-Universität, sagte, dass es mehr als zehn Untergruppen der Parkinson-Krankheit gebe und ihre Interventionstherapien unterschiedlich seien, was eine genaue Identifizierung sehr schwierig mache. Allerdings wird KI eine neue Ära der diagnostischen Analyse dieser Krankheit einläuten. Erstens unterstützt die KI-Technologie Ärzte bei der Interpretation molekularer Bilder, was die diagnostische Genauigkeit der Parkinson-Krankheit deutlich verbessern kann. Die molekulare Bildgebung von Dopamintransportern und Glukosestoffwechselnetzwerken bei Patienten mit Parkinson-Krankheit zeigt charakteristische Veränderungen, und auch die Orte, an denen verwandte krankheitsverursachende Proteine in Gehirnregionen abnormal angesammelt werden, sind unterschiedlich. Wang Jian sagte, dass durch die Zusammenarbeit mit KI-Experten große Modelle trainiert werden könnten, um charakteristische Veränderungen genau zu erkennen und die Diagnosegenauigkeit zu verbessern. KI kann durch Computer-Vision-Analyse von Videos auch eine Bewegungsüberwachung für Parkinson-Patienten durchführen. Beispielsweise ist der eingefrorene Gang ein weiteres Merkmal der Parkinson-Krankheit. Die auf Videoerfassungstechnologie basierende KI-Analyse von Bewegungsstörungen der Gliedmaßen kann die Verhaltensmuster der Patienten genau beurteilen und quantitativ analysieren und so den Ausgang ihrer Krankheit besser vorhersagen. „KI ermöglicht auch eine kontinuierliche 24-Stunden-Überwachung zu Hause. Es gibt sogar Studien zur Überwachung der Atemsignale von Parkinson-Patienten und zur Extraktion relevanter Merkmale, die die Schwere der Erkrankung widerspiegeln können, nicht nur im Bereich der KI.“ Forschung, Auf industrieller Ebene gibt es auch professionelle Unternehmen, die KI-Technologie zur Analyse der Verhaltensänderungen der Parkinson-Krankheit einsetzen. Verwandte Produkte wurden für die Lizenzierung von Medizinprodukten zugelassen und werden voraussichtlich so bald wie möglich in Krankenhäusern und Heimszenarien eingesetzt. Wang Jian gab bekannt, dass das Parkinson-Forschungsteam der Abteilung für Neurologie des Huashan-Krankenhauses eine App namens „Pawei“ mit mehr als 20.000 registrierten Benutzern gestartet hat. „Dies ist die einzige chinesische App, die auf der Website der International Movement Disorder Society empfohlen wird.“ ". Mit dieser Software kann eine KI-Analyse an Videos zu Motorik und Stimmstörungen durchgeführt werden, die von Parkinson-Patienten hochgeladen wurden, und in einen wichtigen Teil der Plattform für das Management chronischer Parkinson-Erkrankungen integriert werden, wodurch eine stärkere Datengewinnung für die reale Forschung ermöglicht wird. Mehrdimensionale Datenexploration zur Lösung der „komplexesten Krankheit“ des menschlichen Körpers „Derzeit gibt es keine wirksamen Medikamente zum Schutz des Herzens, wahrscheinlich weil das Herz wirklich zu komplex ist.“ Das Forschungsteam von Peter Ferdinandi, Vizepräsident von Semmelweis-Universität in Ungarn Ich beschäftige mich seit mehr als 30 Jahren mit diesem Gebiet, aber die Ergebnisse waren begrenzt. Nach der Einführung der KI-Technologie fanden sie eine Reihe endogener kleiner RNA-Moleküle, die das Herz schützen können.

Warum hat Peter Ferdinandi, Vizekanzler der Semmelweis-Universität in Ungarn, es nicht schon früher entdeckt? Ferdinandi erklärte, dass der Schutz des Herzens durch diese kleinen RNAs in einem molekularen Netzwerk erfolgt und ihre Ziele recht komplex sind. „Ohne die Unterstützung von KI-Tools ist es schwierig, dies anhand von Multi-Omics-Daten herauszufinden.“ . Jetzt hat Ferdinandis Team die herzschützende Wirkung dieser kleinen RNA in Maus- und Rattenmodellen nachgewiesen. In den nächsten zwei Jahren werden sie Millionen Euro investieren, um die Forschung zur Medikamentenentwicklung voranzutreiben. Derzeit verfügen sie bereits über spezielle KI-gesteuerte Arzneimittelentwicklungstools, mit denen Ziele effizienter gefunden und mRNA-Sequenzen für die Entwicklung von Oligonukleotid-Arzneimitteln für Herz-Kreislauf-, Tumor- und andere verwandte Indikationen entworfen werden können. Das menschliche Gehirn, bekannt als „Drei-Pfund-Universum“, ist das komplexeste Organ der Welt und fast alle Gehirnerkrankungen sind ungelöste Rätsel. Zu diesem Zweck wurde in vielen Ländern die Erforschung von Hirnerkrankungen in die Hirnforschungspläne aufgenommen und bisher wurden riesige Datenmengen generiert. Im Jahr 2018 wurde die Zhangjiang International Brain Bank gegründet, die erste chinesische mehrdimensionale Datenplattform für die Hirnforschung. Zhao Xingming, stellvertretender Direktor des Instituts für Gehirn-inspirierte Intelligenzwissenschaft und -technologie an der Fudan-Universität, sagte, dass die Zhangjiang Brain Bank derzeit über mehr als 520.000 Fälle international gemeinsam genutzter Daten und 15.000 Fälle inländischer Daten zu schweren Hirnerkrankungen verfüge und 71 identifiziert habe Subtypen von Gehirnzellen, die 15 Entwicklungsstadien und 63 Gehirnbereiche abdecken. „Durch KI-Data-Mining haben wir herausgefunden, dass viele Angriffspunkte für Medikamente im Gehirn im Dünndarm angereichert sind, was Beweise für die zukünftige Entwicklung neuer Medikamente und den Aufbau von Komorbiditätsnetzwerken liefern wird.“ , psychische Erkrankungen und Es besteht eine starke Komorbidität zwischen Magen-Darm-Erkrankungen.