Iako se sama tehnologija nije razvijala tako brzo kako smo željeli, sada smo na raskrižju gdje moramo istražiti konvergenciju tehnologije. Kako se ono što se događa u robotici određuje što se događa u području 3D ispisa? Što se može postići primjenom najnovijeg napretka u kvantnom računanju u nanotehnologiji? Među svim tim crtama nalazi se jedno posebno znatiželjno sjecište: umjetna inteligencija i genomika. Svako od ovih područja bilježi stalni napredak, ali Jamie Metzel vjeruje da će ih upravo njihova konvergencija približiti neistraženim teritorijima o kojima smo sanjali da čitamo znanstvenu fantastiku. "Počet će ratni tegljač i to će biti nadmetanje između stvarnosti naše biologije, s ugrađenim ograničenjima i opsegom naših težnji", kaže on.
Metzel je stariji kolega Atlantskog vijeća. Prošli tjedan govorio je o svojim razmišljanjima o genomici i AI i kamo će nas njihova konvergencija odvesti.
Život na koji smo navikli
Metzel objašnjava da se genomika kao polje razvijala sporo - ali brzo dobivala zamah. 1953. James Watson i Francis Crick identificirali su strukturu dvostruke spirale DNA i shvatili da redoslijed baznih parova sadrži riznicu genetskih podataka. To je bila knjiga života, našli smo je.
2003. godine, kada je završen Projekt ljudskog genoma (nakon 13 godina i potrošeno 2,7 milijardi USD), saznali smo da se genom sastoji od 3 milijarde baznih parova i položaja specifičnih gena na našim kromosomima. Knjiga života nije postojala - mogla je biti pročitana.
Petnaest godina kasnije - u 2018. - već smo savladali vještine za točno uređivanje gena biljaka, životinja i ljudi. Sve se brzo mijenja i gura nas u nove granice. Zaboravite na čitanje knjige života - učimo je pisati.
"Čitajte, pišite i hakirajte - očito je da su ljudska bića samo još jedan oblik informatičke tehnologije, a kako je naša informacijska tehnologija ušla u eksponencijalnu krivulju otkrića, tako ćemo i mi ući u sebe", kaže Metzel. "A to se presijeca s revolucijom AI."
Promotivni video:
Znanost o životu Plus Strojno učenje
Godine 2016. program AlphaGo DeepMind-a pobijedio je najboljeg svjetskog go igrača. 2017. godine pojavio se AlphaGo Zero: za razliku od AlphaGo-a, AlphaGo Zero nije učio iz prethodnih igara go, već je jednostavno naučio pravila igre go - i pobijedio je AlphaGo program u četiri dana.
Naša je biologija sigurno puno složenija od igre Go, i tu bi trebali započeti. "Sustav vlastite biologije koji pokušavamo razumjeti je masivan, ali što je još važnije, razumljiv."
Uzmite standardni skup pravila naše biologije, podatke o genomu - i na kraju ćete možda čak i nadmašiti samu prirodu.
Mnoge zemlje već počinju stvarati takve podatke. Britanska nacionalna zdravstvena služba nedavno je objavila plan za sekvenciranje genoma pet milijuna Britanaca u sljedećih pet godina. U Sjedinjenim Državama istraživački program All of Us prati milijun Amerikanaca. Kina je još agresivnija u određivanju svog broja stanovnika i ima za cilj slijediti polovicu novorođenčadi do 2020. godine.
"Imat ćemo veliku skupinu sekvenciranih genskih podataka", kaže Metzel. "Pravo otkriće doći će usporedbom sekvenciranih genoma ljudi s njihovim elektroničkim medicinskim kartonom, te u konačnici s njihovim životnim podacima."
Prihvaćanje ljudi da dobrovoljno dijele svoje podatke druga je stvar. Ali u ovom slučaju nedostatak snažne zaštite privatnosti u Kini može biti značajna prednost.
Da bismo usporedili genotipove i fenotipove u mjerilu - prvo milijuni, zatim stotine milijuna, zatim milijarde - prema Metzelu, trebat će nam umjetna inteligencija i alati za analizu velikih podataka i algoritmi koji su mnogo bolji od onih koje poznajemo. Ovi alati omogućit će nam da prijeđemo s precizne medicine na prediktivnu medicinu, tako da točno znamo gdje i kada su se različite bolesti spremne pojaviti i zaustaviti njihovu pojavu.
Ali kad otključamo vlastitu genetiku, to će biti ne samo i ne toliko zdravstvena zaštita. U konačnici, radi se o tome tko smo i što smo mi - ljudi. Radi se o identitetu.
Dizajnerska djeca i njihova djeca
Prema Metzelu, najozbiljnija primjena našeg genomskog znanja bit će u uzgoju embrija.
Trenutno, postupci in vitro oplodnje (IVF) omogućuju vam izdvajanje oko 15 jajašaca, oplodnju ih, a zatim provođenje genetskog ispitivanja prije implantacije; u ovom trenutku možete saznati kako izgledaju bolesti povezane s mutacijom jednog gena i jednostavne značajke poput boje kose ili očiju. Kad stignemo do milijuna, a potom i milijardi ljudi s sekvenciranim genima, dobivamo uvid u to kako genetika djeluje i mogu li donositi informiranije izbore.
Zamislite da posjetite kliniku za plodnost 2023. godine. Dajete djelić kože ili uzorka krvi, a primjenom in-vitro gametogeneze (IVG) vaša koža ili krvne stanice postaju jajašca ili spermatozoidi, čak i ako ste neplodni, a koji se kasnije mogu kombinirati u embrije. Deseci stotina zametaka stvorenih od umjetnih gameta doniraju nekoliko stanica nakon čega se ove stanice sekvenciraju. Nizovi gena govore o vjerojatnosti određenih osobina i bolesti. "Kad genetska osnova bude svugdje, moći ćemo sa sve višom razinom točnosti shvatiti kako će zdravo dijete odrasti."
To, prema njegovom mišljenju, može dovesti do divljih i zastrašujućih posljedica: ako uzmete 1000 jajašaca i odaberete jedno s optimalnim genetskim sekvencama, možete svoj brak "oženiti" s nekim drugim tko je učinio slične stvari na različitoj genetskoj liniji. "Vaš 5-dnevni zametak i vanzemaljski 5-dnevni zametak imat će dijete u postupku IVG", kaže Metzel. "Tada će to dijete imati još pet pet dana starog embrija iz različite genetske linije i možete nastaviti i dalje."
Zvuči ludo, zar ne? Ali čekaj, to nije sve. Kako je Jason Pontin rekao Wiredu ove godine, „tehnologije za uređivanje gena poput CRISPR-Cas9 omogućit će relativno lak popravak, dodavanje ili uklanjanje gena tijekom IVG-a, eliminirajući bolest ili čineći poboljšanja koja se pojavljuju kroz dječji genom. Sve to može zvučati kao znanstvena fantastika, ali za one koji prate istraživanje, kombinacija uređivanja gena i IVG izgleda više nego samo vjerovatno - neizbježan razvoj."
Sve je ludo jednostavno
Nakon što zakoračimo na sklisku padinu uređivanja gena i parenja embrija, upustit ćemo se u distopijsku rasu za stvaranje savršenog čovjeka. Ako netko uloži toliko vremena i truda u odabir njihovih embrija, pita se Metzel, kako će odabrati bračnog partnera za svoju djecu? IVG će mu omogućiti da ubrza evoluciju.
"Svi moramo biti dio inkluzivnog, integriranog globalnog dijaloga o budućnosti naše vrste", kaže Metzel. "Zdravstveni radnici bit će važni čvorovi u ovome." I posljednje, ali ne najmanje bitno, ovaj dijalog može pokrenuti pitanje pristupa tehnologijama poput IVG; Trebamo li poduzeti neke korake kako IVG ne bi bio alat za bogate manjine do alata za još bogatiju i još manju manjinu, čime bi se ljuljala nejednakost i dodatno polariziralo društvo?
Kao što Pontin napominje, prije 40 godina IVG je također izazvao strah, zbunjenost i otpor - a danas je oplodnja in vitro jednako normalna i raširena kao i milijuni zdravih beba stvorenih ovom tehnologijom.
Ilya Khel