Исследования ученых ДГТУ ведутся в рамках госзадания и гранта Фонда молодежных инициатив Санкт-Петербурга. Вопросами создания фундаментальной модели нейросети, которая обрабатывает огромные массивы данных, занимаются пяти российским лабораториям, расположенным в Москве, Санкт-Петербурге и Ростове-на-Дону.
Задача исследования – создание цифровых помощников человека. Это становится возможным если в нейросеть вливать различные датасеты (массивы данных). Тогда она оказывается способной к обучению.
Датасет ДГТУ уникален. Такого больше не существует в мире. Он позволяет очень подробно анализировать клетки и контакты между ними. У нас есть локальный лазерный микроскоп - система высокого разрешения, способная получать детальные снимки отдельных клеток мозга. Мы уже собрали большое количество снимков различных срезов мозга млекопитающих, включая человека. Наш микроскоп позволяет снимать единичные клетки мозга, которые называются астроциты. Именно из этих клеток произрастают опухоли головного мозга. Астроциты соединяются друг с другом специфическими контактами. Это походе на рукопожатие. Когда люди жмут друг другу руки,то они обмениваются информацией, а при соприкосновении клеток образуется совеобразный белок. Точно также, при соприкосновении, из одной части клетки в другую перетекает информация. Такой же сообщаемостью пользуется опухоль для того, чтобы перераспределять различные компоненты, усиливая свой рост. Мы же нацелены на выключение для опухоли межклеточного сообщения, чем подрываем ее могущество.
Молодежная лаборатория «Медицинские цифровые изображения на основе базисной модели» («МедЦифра») создана в ДГТУ в 2024 году и является одной из пяти российских лабораторий, входящих в кампус Blue Sky Research – экспериментальный конкурс идей молодых ученых, применяющих большие языковые модели для решения задач в химии и биологии. Лаборатория представляет собой симбиоз двух коллективов: биологов и специалистов IT-систем.
- В настоящее время завершился первый этап реализации гранта. Чего удалось достичь?
- За полгода в лаборатории ДГТУ проанализированы предобученные базисные модели и выбраны наиболее подходящие для последующего дообучения на наших датасетах, чтобы научиться анализировать изображения клеток и отвечать на вопросы по ним.
За шесть месяцев сделано более 5,6 тыс. изображений. Кроме того, за эти полгода разработаны два уникальных протокола подготовки образцов исследований. Мы пришли к выводу о необходимости создания готовых к взаимодействию с человеком нейросетевых помощников - нейросети «Ученый» и «Нейробиолог», которые будут специализироваться на астроцитах (по линии Фонда молодежных инициатив Санкт-Петербурга) и нейросеть «Цифровой врач» (по линии госзадания). Эти ассистенты смогут обрабатывать миллионы изображений.
- Сверхзадача - борьба с заболеваниями?
- У меня, как у ученого есть гипотеза, согласно которой, для оценки тонких изменений- клеток на уровне отдельных молекул, необходимо найти инструмент, с помощью которого мы будет производить эту оценку. В моей гипотезе таким инструментом является межклеточная сообщаемость и архитектура отростков клеток. Мы делаем соответствующую нейросеть. А дальше... Вот у нас есть, например, летучая мышь. Когда она спит, у нее происходит ишемия головного мозга. А когда она просыпается, ишемическая болезнь сходит на нет. То есть в головном мозге мыши есть нечто, предотвращающее развития ишемии. Тут важно посмотреть, что происходит с клетками ее мозга, то есть как изменяется межклеточная сообщаемость в состоянии сна, бодрствования, просыпания. Именно для этой цели и нужна нейросеть «Ученый-нейробиолог», дающая ответы на многие вопросы, чтобы доктору было максимально понятно, как нужно лечить пациента.
- Здесь встает вопрос о доверии к действиям искусственного интеллекта. Ведь вполне возможно, что скоро машина будет ставить диагноз человеку.
- Я верю в правильное управление искусственным интеллектом. К концу нынешнего года мы должны прийти к базисной модели, которая (по гранту Фонда) будет анализировать изменения клеток-астроцитов и межклеточных контактов на различных образцах головного мозга млекопитающих, в том числе человека. Иными словами, это будет уникальный инструмент для получения новых фундаментальных данных о мозге. Считаю, что взаимодействие биологов, врачей и IT-специалистов — это прообраз создания нового класса профессионалов: цифровой биолог, цифровой врач и т.д. Данную тему держит на контроле министр науки и высшего образования России Валерий Фальков.
- В августе текущего года Вы приняли участие в совещании с министром науки и высшего образования РФ.
- На этом совещании по вопросам организации научных исследований и разработок на основе фундаментальных моделей присутствовали сотрудники всех пяти цифровых лабораторий, входящих в кампус Blue Sky Research и применяющих в своей практике искусственный интеллект.
В ходе обсуждения была подчеркнута важность применения ИИ, создания базисных моделей, а также сбора и аннотирования датасетов, что должно привести к трансформации как самих научных коллективов, так и реализации научных проектов. Считаю продуктивной идею - объединить все пять наших лабораторий в цифровой институт.
На этом совещании Валерий Фальков и вице-губернатор Санкт-Петербурга Владимир Княгинин подчеркнули, что в ДГТУ подготовлена качественная материально-техническая база для реализации исследований в области биомедицины и IT-технологий, что позволило создать одну из пяти цифровых лабораторий кампуса.
Наша «МедЦифра» - единственная региональная, а также входящая в число двух, отобранных из пяти лабораторий, поддержанных как Фондом поддержки и инноваций молодежных инициатив СПБ, так и грантом Минобрнауки РФ. Вторая такая лаборатория располагается на базе Санкт-Петербургского политехнического университета имени Петра Великого. Всё, что нами создается, будет объединено на единой цифровой платформе и войдет в Национальный реестр нейросетей Российской Федерации, - пояснила Евгения Кириченко.
Игорь Голота, управление информационной политики
isdstu@mail.ru
