02 באוקטובר 2023 (חדשות Nanowerk) אסטרטגיה לתכנות מחדש סלולרי כוללת שימוש בהתערבויות גנטיות ממוקדות כדי להנדס תא למצב חדש. הטכניקה טומנת בחובה הבטחה גדולה באימונותרפיה, למשל, שבה חוקרים יכולים לתכנת מחדש את תאי ה-T של המטופל כך שהם יהיו רוצחי סרטן חזקים יותר. מתישהו, הגישה יכולה גם לסייע בזיהוי טיפולי סרטן מצילי חיים או טיפולים רגנרטיביים שמתקן איברים שנפגעו במחלה. אבל לגוף האדם יש כ-20,000 גנים, והפרעה גנטית יכולה להיות על שילוב של גנים או על כל אחד מיותר מ-1,000 גורמי התעתוק המווסתים את הגנים. מכיוון שמרחב החיפוש עצום וניסויים גנטיים יקרים, מדענים נאבקים לעתים קרובות למצוא את ההפרעה האידיאלית ליישום הספציפי שלהם. חוקרים מ-MIT ומאוניברסיטת הרווארד פיתחו גישה חישובית חדשה שיכולה לזהות ביעילות הפרעות גנטיות אופטימליות בהתבסס על מספר קטן בהרבה של ניסויים מאשר שיטות מסורתיות. הטכניקה האלגוריתמית שלהם ממנפת את הקשר של סיבה ותוצאה בין גורמים במערכת מורכבת, כמו ויסות הגנום, כדי לתעדף את ההתערבות הטובה ביותר בכל סבב של ניסויים עוקבים. החוקרים ערכו ניתוח תיאורטי קפדני כדי לקבוע שהטכניקה שלהם אכן זיהתה התערבויות אופטימליות. עם המסגרת התיאורטית הזו, הם יישמו את האלגוריתמים על נתונים ביולוגיים אמיתיים שנועדו לחקות ניסוי תכנות מחדש סלולרי. האלגוריתמים שלהם היו היעילים והיעילים ביותר. "לעיתים קרובות מדי, ניסויים בקנה מידה גדול מתוכננים באופן אמפירי. מסגרת סיבתית זהירה לניסויים רציפים עשויה לאפשר לזהות התערבויות אופטימליות עם פחות ניסויים, ובכך להפחית את עלויות הניסוי", אומרת שותפה לסופרת בכירה קרוליין אולר, פרופסור במחלקה להנדסת חשמל ומדעי המחשב (EECS) שהיא גם מנהלת שותפה. של מרכז אריק וונדי שמידט ב-Broad Institute של MIT והרווארד, וחוקר במעבדה של MIT למערכות מידע והחלטות (LIDS) ובמכון לנתונים, מערכות וחברה (IDSS). מצטרף לאולר בעיתון, המופיע ב מחשב המודיעין ("למידה אקטיבית לתכנון התערבות מיטבי במודלים סיבתיים"), הם הסופר הראשי Jiaqi Zhang, סטודנט לתואר שני ועמית במרכז אריק וונדי שמידט; סופר בכיר שותף Themistoklis P. Sapsis, פרופסור להנדסת מכונות ואוקיינוסים ב-MIT וחבר ב-IDSS; ואחרים בהרווארד וב-MIT.
למידה פעילה
כאשר מדענים מנסים לתכנן התערבות יעילה עבור מערכת מורכבת, כמו בתכנות מחדש סלולרי, הם מבצעים לעתים קרובות ניסויים ברצף. הגדרות כאלה מתאימות באופן אידיאלי לשימוש בגישת למידת מכונה הנקראת למידה פעילה. דגימות נתונים נאספות ומשמשות ללימוד מודל של המערכת המשלב את הידע שנאסף עד כה. מהמודל הזה, פונקציית רכישה מתוכננת - משוואה שמעריכה את כל ההתערבויות הפוטנציאליות ובוחרת את הטוב ביותר לבדיקה בניסוי הבא. תהליך זה חוזר על עצמו עד לזיהוי התערבות אופטימלית (או שהמשאבים למימון הניסויים הבאים נגמרים). "למרות שישנן מספר פונקציות רכישה גנריות לתכנון ניסויים ברצף, אלה אינן יעילות לבעיות בעלות מורכבות כזו, מה שמוביל להתכנסות איטית מאוד", מסביר ספסיס. פונקציות רכישה מתייחסות בדרך כלל לקורלציה בין גורמים, כגון אילו גנים באים לידי ביטוי. אבל התמקדות רק בקורלציה מתעלמת מהיחסים הרגולטוריים או מהמבנה הסיבתי של המערכת. לדוגמה, התערבות גנטית יכולה להשפיע רק על הביטוי של גנים במורד הזרם, אך גישה מבוססת מתאם לא תוכל להבחין בין גנים שנמצאים במעלה הזרם או במורד הזרם. "אתה יכול ללמוד חלק מהידע הסיבתי הזה מהנתונים ולהשתמש בהם כדי לעצב התערבות בצורה יעילה יותר", מסביר ג'אנג. החוקרים של MIT והרווארד מינפו את המבנה הסיבתי הבסיסי הזה עבור הטכניקה שלהם. ראשית, הם בנו בקפידה אלגוריתם כך שהוא יוכל ללמוד רק מודלים של המערכת שמסבירים קשרים סיבתיים. לאחר מכן תכננו החוקרים את פונקציית הרכישה כך שהיא מעריכה אוטומטית התערבויות תוך שימוש במידע על הקשרים הסיבתיים הללו. הם יצרו את הפונקציה הזו כך שהיא תעדוף את ההתערבויות האינפורמטיביות ביותר, כלומר אלו שיובילו לרוב להתערבות האופטימלית בניסויים הבאים. "על ידי בחינת מודלים סיבתיים במקום מודלים מבוססי קורלציה, אנו כבר יכולים לשלול התערבויות מסוימות. ואז, בכל פעם שאתה מקבל נתונים חדשים, אתה יכול ללמוד מודל סיבתי מדויק יותר ובכך לכווץ עוד יותר את מרחב ההתערבויות", מסביר אולר. מרחב החיפוש הקטן יותר הזה, יחד עם ההתמקדות המיוחדת של פונקציית הרכישה בהתערבויות האינפורמטיביות ביותר, הוא מה שהופך את הגישה שלהם ליעילה כל כך. החוקרים שיפרו עוד יותר את תפקוד הרכישה שלהם באמצעות טכניקה המכונה שקלול פלט, בהשראת חקר אירועים קיצוניים במערכות מורכבות. שיטה זו מדגישה בקפידה התערבויות אשר צפויות להיות קרובות יותר להתערבות האופטימלית. "בעיקרון, אנו רואים בהתערבות אופטימלית 'אירוע קיצוני' בתוך המרחב של כל ההתערבויות האפשריות, הלא אופטימליות ומשתמשים בחלק מהרעיונות שפיתחנו לבעיות אלו", אומר ספסיס.יעילות משופרת
הם בדקו את האלגוריתמים שלהם באמצעות נתונים ביולוגיים אמיתיים בניסוי סימולציה של תכנות מחדש סלולרי. עבור בדיקה זו, הם חיפשו הפרעה גנטית שתגרום לשינוי רצוי בביטוי הגנים הממוצע. פונקציות הרכישה שלהם זיהו באופן עקבי התערבויות טובות יותר משיטות בסיס בכל שלב בניסוי הרב-שלבי. "אם תנתק את הניסוי בכל שלב, הניסוי שלנו עדיין יהיה יעיל יותר מקווי הבסיס. זה אומר שאתה יכול להריץ פחות ניסויים ולקבל את אותן תוצאות או טובות יותר", אומר ג'אנג. החוקרים עובדים כעת עם ניסויים כדי ליישם את הטכניקה שלהם לתכנות מחדש סלולרי במעבדה. ניתן ליישם את הגישה שלהם גם לבעיות מחוץ לגנומיקה, כגון זיהוי מחירים אופטימליים למוצרי צריכה או מתן אפשרות לבקרת משוב מיטבית ביישומי מכניקת נוזלים. בעתיד, הם מתכננים לשפר את הטכניקה שלהם למיטובים מעבר לאלו המבקשים להתאים לממוצע הרצוי. בנוסף, השיטה שלהם מניחה שמדענים כבר מבינים את הקשרים הסיבתיים במערכת שלהם, אבל עבודה עתידית יכולה לחקור כיצד להשתמש בבינה מלאכותית כדי ללמוד מידע זה.- הפצת תוכן ויחסי ציבור מופעל על ידי SEO. קבל הגברה היום.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. העצים את עצמך. גישה כאן.
- PlatoAiStream. Web3 Intelligence. הידע מוגבר. גישה כאן.
- PlatoESG. פחמן, קלינטק, אנרגיה, סביבה, שמש, ניהול פסולת. גישה כאן.
- PlatoHealth. מודיעין ביוטכנולוגיה וניסויים קליניים. גישה כאן.
- מקור: https://www.nanowerk.com/news2/biotech/newsid=63752.php
- :יש ל
- :הוא
- :לֹא
- :איפה
- ][עמ'
- 000
- 1
- 10
- 11
- 20
- 7
- 8
- 9
- a
- יכול
- אודות
- חֶשְׁבּוֹן
- מדויק
- רכישה
- פעיל
- תוספת
- להשפיע על
- AI
- אַלגוֹרִיתְם
- אלגוריתמי
- אלגוריתמים
- תעשיות
- להתיר
- כְּבָר
- גם
- an
- אנליזה
- ו
- כל
- מופיע
- בקשה
- יישומים
- יישומית
- החל
- גישה
- ARE
- AS
- מניח
- At
- מחבר
- באופן אוטומטי
- מְמוּצָע
- מבוסס
- Baseline
- BE
- כי
- הטוב ביותר
- מוטב
- בֵּין
- מעבר
- גוּף
- רחב
- אבל
- by
- נקרא
- CAN
- מחלת הסרטן
- זהיר
- בזהירות
- תא
- תאי
- מרכז
- מסוים
- קרוב יותר
- שילוב
- מורכב
- מורכבות
- המחשב
- מדעי מחשב
- מנוהל
- לשקול
- בהתחשב
- באופן עקבי
- צרכן
- מוצרי צריכה
- לִשְׁלוֹט
- התכנסות
- מתאם
- יקר
- עלויות
- יכול
- יחד
- מעוצב
- כיום
- חותך
- נתונים
- תַאֲרִיך
- החלטה
- מַחלָקָה
- עיצוב
- מעוצב
- רצוי
- לקבוע
- מפותח
- DID
- לְהַבחִין
- כל אחד
- אפקטיבי
- יעיל
- יעילות
- הנדסת חשמל
- מדגיש
- מה שמאפשר
- מהנדס
- הנדסה
- להגביר את
- אירועים
- כל
- לְנַסוֹת
- ניסיוני
- ניסויים
- מסביר
- לחקור
- ביטוי
- קיצוני
- גורמים
- רחוק
- מָשׁוֹב
- בחור
- פחות
- ראשון
- נוזל
- להתמקד
- התמקדות
- בעד
- מסגרת
- החל מ-
- פונקציה
- פונקציות
- קרן
- נוסף
- עתיד
- אסף
- הגנום
- הגנומיקה
- לקבל
- בוגר
- גדול
- הרווארד
- אוניברסיטת הרוורד
- יש
- לעזור
- מחזיק
- איך
- איך
- HTTPS
- בן אנוש
- אידאל
- באופן אידיאלי
- רעיונות
- מזוהה
- לזהות
- זיהוי
- אימונותרפיה
- משופר
- in
- משלבת
- מידע
- אִינפוֹרמָטִיבִי
- השראה
- למשל
- במקום
- מכון
- התערבות
- התערבויות
- אל תוך
- כרוך
- IT
- הצטרפות
- jpg
- רוצחים
- ידע
- ידוע
- מעבדה
- מעבדה
- בקנה מידה גדול
- עוֹפֶרֶת
- מוביל
- לִלמוֹד
- למידה
- ממונפות
- מנופים
- כמו
- סביר
- מכונה
- עושה
- להתאים
- מאי..
- אומר
- משמעות
- אומר
- מֵכָנִי
- מכניקה
- חבר
- שיטה
- שיטות
- MIT
- מודל
- מודלים
- יותר
- יותר יעיל
- רוב
- הרבה
- חדש
- הבא
- מספר
- ים
- of
- כבוי
- לעתים קרובות
- on
- ONE
- רק
- אופטימלי
- or
- אחרים
- הַחוּצָה
- תפוקה
- בחוץ
- יותר
- מאמר
- מסוים
- לבצע
- מבחר
- מקום
- תכנית
- אפלטון
- מודיעין אפלטון
- אפלטון נתונים
- אפשרי
- פוטנציאל
- מחירים
- תיעדוף
- מתעדף
- בעיות
- תהליך
- מוצרים
- פרופסור
- הבטחה
- ממשי
- הפחתה
- משובי
- להסדיר
- תקנה
- רגולטורים
- קשר
- מערכות יחסים
- לתקן
- חזר
- חוקר
- חוקרים
- משאבים
- תוצאה
- תוצאות
- קַפְּדָנִי
- עגול
- כלל
- הפעלה
- אותו
- אומר
- מדע
- מדענים
- חיפוש
- לחפש
- הגדרות
- כמה
- משמרת
- להאט
- קטן יותר
- So
- עד כה
- חֶברָה
- כמה
- ביום מן הימים
- ביקש
- מֶרחָב
- מיוחד
- התמחות
- מדינה
- שלב
- עוד
- אִסטרָטֶגִיָה
- מִבְנֶה
- מַאֲבָק
- סטודנט
- לימוד
- לאחר מכן
- כזה
- מערכת
- מערכות
- ממוקד
- מבחן
- נבדק
- מֵאֲשֶׁר
- זֶה
- השמיים
- העתיד
- שֶׁלָהֶם
- אז
- תיאורטי
- טיפולים
- שם.
- בכך
- אלה
- הֵם
- זֶה
- אלה
- דרך
- ל
- לקראת
- מסורתי
- טיפולים
- מִשׁפָּט
- ניסויים
- לנסות
- בדרך כלל
- בְּסִיסִי
- להבין
- אוניברסיטה
- עד
- להשתמש
- מְשׁוּמָשׁ
- באמצעות
- Vast
- מאוד
- לצפיה
- we
- טוֹב
- היו
- מה
- מתי
- בכל פעם
- אשר
- מי
- עם
- בתוך
- תיק עבודות
- עובד
- היה
- אתה
- זפירנט
- ג'אנג