Разработка полноценной виртуальной копии человеческого тела, позволяющей предварительно изучать эффективность медикаментов и генетических трансформаций, остаётся недостижимой целью. Исследователи предлагают приближаться к этому результату посредством создания AIDO — интеллектуальной системы, управляемой искусственным интеллектом. Данная система должна функционировать как единое целое, интегрируя модели генетического кода, РНК, протеинов, клеточных структур и крупномасштабных биологических функций, обеспечивая отслеживание влияния любого воздействия на множество уровней организации.
Современные нейросетевые системы уже демонстрируют способность решать узкоспециализированные задачи: интерпретировать генетические последовательности, моделировать трёхмерную конфигурацию белков, обрабатывать информацию о единичных клетках и выявлять взаимосвязи между молекулярными структурами. Однако основной недостаток состоит в том, что эти системы функционируют независимо одна от другой. Модификация генетического фрагмента способна спровоцировать трансформацию белковой функции, изменить состояние клетки и в результате воздействовать на весь организм, но отдельному алгоритму невозможно проследить всю цепь взаимозависимостей.
Предполагается, что AIDO будет построена на основе интегрированной системы специализированных компонентов. Каждый модуль концентрируется на определённом аспекте биологии и обменивается выводами с другими элементами. Данная архитектура должна позволять вводить виртуальные вмешательства — например, редактирование гена или применение фармакологического вещества — и вычислять потенциальные результаты для связанных биологических механизмов.
Функционирование системы будет требовать информационные массивы разнообразного характера: геномные и протеиновые последовательности, пространственные модели молекул, информацию о генной экспрессии, характеристики отдельных клеток и органных тканей, а также различные физиологические параметры. Существенное значение приобретает также топографическая информация, поскольку функционирование клетки зависит от собственных параметров, а также от организации прилегающих клеточных структур и характеристик окружающей ткани.
Одна из основных областей применения AIDO связана с созданием новых фармакологических средств. Система сможет содействовать в выборе веществ с необходимыми характеристиками, анализировать их воздействие на биологические структуры-мишени и предсказывать реакцию клеточных систем на введённое воздействие. Вычислительное моделирование поможет определить наиболее многообещающие кандидатуры перед проведением экспериментальной проверки в лабораторных условиях.
Комплексный цифровой организм в настоящий момент не существует. Исследователи изложили принципиальную схему и ключевые концепции перспективной системы, которую необходимо будет сформировать из компонентов, отвечающих за различные биологические уровни. Реальное воплощение потребует преодоления технических затруднений: синхронизация обучения отдельных модулей, валидация надёжности прогнозирования, обеспечение необходимых вычислительных мощностей и гарантирование безопасности при симуляции биологических интервенций.
