Η αναζήτηση στα “βουνά” του δημοσιευμένου ερευνητικού όγκου πληροφοριών για τον καρκίνο θα μπορούσε να διευκολυνθεί για τους επιστήμονες, χάρη σε ένα νέο σύστημα τεχνητής νοημοσύνης (AI).
Το σύστημα, που ονομάστηκε LION LBD, αναπτύχθηκε από επιστήμονες υπολογιστών και ερευνητές πάνω στον καρκίνο στο University of Cambridhe και είναι σχεδιασμένο ειδικά για να βοηθά επιστήμονες στις έρευνές τους πάνω στην επάρατη νόσο. Πρόκειται για το πρώτο σύστημα για ανακαλύψεις που βασίζεται στη σχετική βιβλιογραφία, και έχει σκοπό την υποστήριξη/παροχή βοήθειας στη σχετική έρευνα.
Η παγκόσμια έρευνα για τον καρκίνο προσελκύει τεράστια ποσά χρηματοδότησης παγκοσμίως και η επιστημονική βιβλιογραφία είναι τώρα τόσο μεγάλη που οι ερευνητές δυσκολεύονται να την αξιοποιήσουν: π.χ. ο ρόλος πολλών κρίσιμων στοιχείων στην μάχη κατά της ασθένειας, ανακαλύπτεται πολύ καιρό μετά τη δημοσίευσή μιας έρευνας.
Ουσιαστικά, ο καρκίνος είναι μια πολύπλοκη ασθένεια που δεν είναι πλήρως κατανοητή παρ’ όλο που είναι η δεύτερη αιτία θανάτου παγκοσμίως. Η ανάπτυξή του περιλαμβάνει μεταβολές σε διάφορα χημικά και βιοχημικά μόρια και αντιδράσεις, ενώ η έρευνα για τον καρκίνο διεξάγεται σε μια ευρεία ποικιλία επιστημονικών πεδίων, τα οποία παρουσιάζουν μεταβλητότητα στον τρόπο με τον οποίο περιγράφουν παρόμοιες έννοιες.
“Ως ερευνητής, ακόμα και αν ξέρεις για τι ψάχνεις, υπάρχουν κυριολεκτικά χιλιάδες επιστημονικά άρθρα που εμφανίζονται κάθε μέρα” λέει η καθηγήτρια Άννα Κορχόνεν, συν-διευθύντρια του Language Technology Lab του πανεπιστημίου, που ηγήθηκε της ανάπτυξης του LION LBD, σε συνεργασία με τον Μασάσι Ναρίτα, του Cancer Research UK Cambridge Institute, και την Ούλα Στένιους, του Karolinska Institutet, στη Σουηδία.
“Το LION LBD χρησιμοποιεί τεχνητή νοημοσύνη για να βοηθά τους επιστήμονες να παραμένουν ενημερωμένοι για τις ανακαλύψεις που δημοσιεύονται στα πεδία τους. Αλλά θα μπορούσε επίσης να τους βοηθήσει να κάνουν νέες ανακαλύψεις, συνδυάζοντας αυτά που είναι γνωστά στη βιβλιογραφία, κάνοντας συσχετισμούς μεταξύ πηγών που μπορεί να φαίνεται πως δε σχετίζονται”.
Το LBD είναι τα αρχικά για το Literature-Based Discovery, ένα μοντέλο που αναπτύχθηκε τη δεκαετία του 1980 και έχει να κάνει με ανακαλύψεις μέσω συνδυασμών πληροφοριών από πηγές που δε συνδέονται μεταξύ τους. Η κεντρική ιδέα πίσω από την αρχική έκδοση του LBD είναι πως διάφορα θέματα που δε συνδέονται ποτέ ξεκάθαρα στη βιβλιογραφία ίσως να συνδέονται μέσω σχετικών, “ενδιάμεσων” concepts.
Με βάση το σχεδιαστικό μοντέλο του LBD επιτρέπονται αναζητήσεις σε πραγματικό χρόνο για τον εντοπισμό έμμεσων συσχετισμών μεταξύ διαφορετικών «οντοτήτων» σε μια βάση δεδομένων με δεκάδες εκατομμύρια εκδόσεις, ενώ παράλληλα διατηρείται η δυνατότητα των χρηστών να διερευνούν κάθε αναφορά στο αρχικό της πλαίσιο.
“Για παράδειγμα, μπορεί να ξέρεις ότι ένα φάρμακο για καρκίνο επηρεάζει τη συμπεριφορά μιας συγκεκριμένης οδού, αλλά με το LION LBD μπορεί να βρεις ότι ένα φάρμακο που αναπτύχθηκε για μια εντελώς διαφορετική ασθένεια επηρεάζει την ίδια οδό”, αναφέρεο η Κορχόνεν.
Πρόκειται για το πρώτο σύστημα που εξελίχθηκε εξ ολοκλήρου για τις ανάγκες της αντικαρκινικής έρευνας και χρησιμοποιεί προηγμένες τεχνικές machine learning και natural language processing, προκειμένου να εντοπιστούν στα κείμενα οι αναφορές στα χαρακτηριστικά γνωρίσματα του καρκίνου. Οι αξιολογήσεις του συστήματος έχουν καταδείξει την ικανότητά του να εντοπίζει ανεξερεύνητους δεσμούς και να κατατάσσει τις σχετικές έννοιες με μεγάλο βαθμό επιτυχίας ως προς πιθανές συνδέσεις.
Αξίζει να σημειωθεί ότι το σύστημα είναι φτιαγμένο μέσω open data, open source και open standards και είναι διαθέσιμο ως διαδραστικό web-based interface ή προγραμματίσιμο ΑΡΙ. Οι ερευνητές εργάζονται επί του παρόντος για την επέκταση του πεδίου εφαρμογής του LION-LBD ώστε να συμπεριλάβει περαιτέρω έννοιες και σχέσεις. Συνεργάζονται επίσης στενά με ερευνητές του καρκίνου για να βοηθήσουν και να βελτιώσουν την τεχνολογία για τους τελικούς χρήστες.
