Un team di scienziati della Stanford University, in collaborazione con Genentech e la Chan Zuckerberg Initiative, ha recentemente proposto un ambizioso progetto per sviluppare una “cellula virtuale umana” utilizzando l’intelligenza artificiale (IA). Questo modello computazionale avanzato mira a simulare accuratamente il comportamento delle cellule umane, aprendo nuove frontiere nella ricerca biologica e medica.
Il progetto, denominato “AI Virtual Cell” (AIVC), si propone di creare una rete neurale multimodale capace di replicare le funzioni e le interazioni delle cellule umane. Secondo i ricercatori, i recenti progressi nell’IA e la disponibilità di vasti set di dati sperimentali rendono questo obiettivo realizzabile, a patto che vi sia una collaborazione globale tra istituzioni accademiche, industrie e organizzazioni non profit.
L’AIVC potrebbe rivoluzionare diversi campi scientifici. Nella biomedicina, ad esempio, permetterebbe di comprendere meglio i meccanismi cellulari che mantengono la salute o conducono alle malattie. Inoltre, faciliterebbe esperimenti in silico, ovvero simulazioni al computer, riducendo la necessità di test biologici tradizionali, con conseguenti risparmi di tempo e risorse.
Le applicazioni pratiche di una cellula virtuale sono molteplici. Nella ricerca sul cancro, potrebbe aiutare a comprendere come le cellule normali si trasformano in cellule maligne. In virologia, consentirebbe di prevedere l’impatto dei virus sulle cellule umane. Inoltre, nell’ambito della medicina personalizzata, l’AIVC potrebbe essere utilizzata per creare “gemelli digitali” dei pazienti, permettendo di testare trattamenti specifici in un ambiente virtuale prima di applicarli nella realtà.
Per realizzare l’AIVC, i ricercatori identificano tre requisiti fondamentali:
- Creare un modello generale che possa essere applicato a diverse specie e tipi di cellule.
- Predire accuratamente il comportamento cellulare in diverse condizioni.
- Consentire esperimenti computazionali a costi contenuti, rendendo la ricerca più accessibile.
Un aspetto cruciale del progetto è la necessità di enormi quantità di dati e una cooperazione internazionale. I ricercatori sottolineano che l’addestramento dell’AIVC richiederebbe una quantità di dati mille volte superiore a quella utilizzata per modelli linguistici avanzati come ChatGPT. Pertanto, è essenziale che i risultati siano condivisi liberamente con la comunità scientifica globale per massimizzare l’impatto delle scoperte.
La professoressa Emma Lundberg della Stanford University descrive questo progetto come il “Santo Graal della biologia”, evidenziando il potenziale dell’IA nel decifrare i complessi segreti della vita. Lundberg sottolinea che l’AIVC potrebbe trasformare la biologia in un sistema informativo, fornendo una base solida per simulazioni dettagliate dei processi vitali.
Tuttavia, i ricercatori avvertono che la realizzazione di una cellula virtuale richiederà uno sforzo paragonabile a progetti storici come il Progetto Genoma Umano, con un impegno di oltre un decennio. Ritengono però che il momento sia propizio, grazie ai progressi dell’IA e alla disponibilità di dati, per intraprendere questa iniziativa rivoluzionaria.