Технологии, Искусственный интеллект | Олег Брагинский, Марина Строева
Основатель «Школы траблшутеров» Олег Брагинский и ученица Марина Строева расскажут о самых ярких и свежих примерах того, как искусственный интеллект помогает врачам и пациентам, ускоряет исследования и открывает многообещающие горизонты для медицины.
Прорывы в области ИИ затрагивают самые сложные и чувствительные сферы здравоохранения – от лечения бесплодия и разработки новых лекарств до диагностики рака и анализа генома. Машины учатся видеть то, что не под силу человеческому глазу, анализируя миллионы данных за секунды.
Прорыв в лечении бесплодия
STAR (Sperm Tracking and Recovery) – система, разработанная в Колумбийском университете, использующая искусственный интеллект для поиска единичных сперматозоидов в образцах пациентов с тяжёлыми формами бесплодия и азооспермией.
Образец спермы пациента помещается на микрофлюидный чип, разработанный так, чтобы сохранить жизнеспособность клеток и облегчить наблюдение. Чип с образцом устанавливается под микроскоп со скоростной цифровой камерой, способная снимать 8 миллионов изображений за час.
Благодаря высокой частоте съёмки фиксируются даже самые малозаметные и наиболее медленно движущиеся сперматозоиды. Изображения в реальном времени поступают в вычислительный модуль, где усиленно трудится старательный искусственный интеллект.
Система обучена на огромном количестве изображений сперматозоидов, включая редкие и атипичные формы. AI анализирует каждый кадр, выделяя даже единичные жизнеспособные сперматозоиды среди миллионов других клеток и фрагментов.
Алгоритм способен отличать живые клетки от нежизнеспособных, а также от других частиц, которые могут быть в образце. Когда AI находит потенциально жизнеспособный сперматозоид, то отмечает точные координаты на высокоточном изображении.
Эмбриолог видит эти метки на экране и может с помощью микроманипулятора изолировать найденные клетки для дальнейшего использования в ЭКО (экстракорпоральном оплодотворении).
В процессе не используются вредные воздействия: лазеры, красители, химические реагенты. Всё основано на оптическом наблюдении и интеллектуальном анализе изображений. Это сохраняет жизнеспособность сперматозоидов и исключает повреждение биологического материала.
Человеческий глаз и эмбриолог не могут просмотреть миллионы кадров и заметить единичные клетки среди огромного количества «шума». AI делает это быстро, и точно, что важно при тяжёлых формах бесплодия, когда в образце может быть всего 1–3 жизнеспособных сперматозоида.
Сочетание микрофлюидных чипов, высокоскоростной оптики и мощного искусственного интеллекта – реальный пример того, как ИИ и современные инженерные решения меняют судьбы людей.
AI и разработка новых лекарств
Isomorphic Labs – дочерняя компания DeepMind (входит в Alphabet/Google), созданная для применения искусственного интеллекта в фармацевтике. В 2025 году стала первой, кто вывел на клинические испытания препараты, полностью разработанные с помощью AI-системы AlphaFold.
По аминокислотной последовательности белка ИИ предсказывает трёхмерную структуру, что является ключом к пониманию того, как работает организм, с чем взаимодействует, что и как именно реагирует на лекарство.
AlphaFold 3 – умеет моделировать белки, взаимодействие с ДНК, РНК и даже с потенциальными лекарственными молекулами. Что позволяет находить новые «мишени» для терапии и проектировать молекулы, которые идеально подходят для лечения конкретных заболеваний.
Сначала AI анализирует биологические данные и находит белки, которые играют ключевую роль в развитии болезни: онкологии или аутоиммунных заболеваний. Далее строит точную 3D-модель этого белка и его взаимодействий с другими молекулами.
AI «перебирает» миллионы вариантов потенциальных лекарств, моделируя взаимодействие с целевым объектом. Это позволяет быстро отсеять неэффективные или опасные соединения.
Из лучших кандидатов система выбирает обладающие максимальной эффективностью и минимальными побочными эффектами. Предлагает для лабораторного тестирования и клинических испытаниях на людях.
Процесс, который раньше занимал годы, теперь может занимать месяцы или даже недели. Снижаются затраты на неудачные эксперименты и тесты. AI способен находить неожиданные решения и новые методы, которые человек мог бы упустить.
Isomorphic Labs объявила о начале клинических испытаний первых препаратов, созданных с помощью AlphaFold. Компания уже сотрудничает с крупнейшими фармгигантами: Novartis, Eli Lilly и привлекла сотни миллионов долларов инвестиций.
Если испытания пройдут успешно, это откроет новую эру в медицине – лекарства станут разрабатываться быстрее, стоить дешевле, а пациенты смогут получать помощь вовремя.
Геномика и диагностика
В 2025 году Google DeepMind представила AlphaGenome – универсальную AI-модель, способную за секунду анализировать последовательности ДНК длиной до триллиона нуклеотидов, предсказывать тысячи функциональных характеристик генома, оценивать эффект каждой мутации.
В основе лежит гибридная архитектура, сочетающая свёрточные нейронные сети для выявления локальных паттернов в ДНК и трансформеры для анализа дальних зависимостей и сложных взаимодействий между участками генома.
Модели работают с огромными массивами данных, учитывают мелкие детали и глобальные закономерности. Обрабатывать ДНК на разных уровнях разрешения: 1bp и 128bp – для линейных последовательностей, и 2’048bp – для пространственных взаимодействий между участками ДНК.
Артилект обучался на данных человека и мыши, охватывая почти 6’000 геномных «дорожек»: экспрессия генов, альтернативный сплайсинг, доступность хроматина. На выходе формируется 11 типов предсказаний: экспрессия, сплайсинг, хроматиновые состояния.
В тестах на разных задачах AlphaGenome превзошла все существующие решения. По предсказанию клеточно-специфических эффектов мутаций показала улучшение точности на 17–25% по сравнению с предыдущими моделями.
В реальных медицинских задачах, при анализе лейкоза T-ALL выявила патогенные мутации вблизи ключевых генов, ранее недоступные для диагностики. Это открывает новые возможности для раннего обнаружения, персонализированной подхода, поиска терапевтических решений.
AI в онкологии
Американская платформа Outcomes4Me с помощью ИИ помогает 280 тысячам пациентов с онкологией получать персонализированные рекомендации по лечению, подбирать клинические исследования, отслеживать симптомы.
AI анализирует медицинские данные пациента – патологические отчёты, генетические тесты, историю болезни и предлагает индивидуальный подход: химиотерапию, таргетные препараты, иммунотерапию.
Платформа агрегирует данные о клинических испытаниях из сотен медицинских учреждений и с помощью AI подбирает подходящие исследования для каждого пациента. Это особенно важно для тех, кто исчерпал стандартные методы лечения.
Через мобильное приложение пациенты могут фиксировать симптомы: боль, усталость, давление, температуру, и делиться данными с медицинской командой. Это позволяет оперативно корректировать лечение и повышает качество медицины.
DAMO GRAPE – AI-модель, разработанная лабораторией Alibaba DAMO Academy и онкологической больницей провинции Чжэцзян (Китай). Совершила прорыв в ранней диагностике рака желудка.
В отличие от традиционных методов: гастроскопия, контрастные КТ, ИИ анализирует КТ-изображения, которые делаются по другим показаниям. Это делает скрининг массовым и доступным. Модель обучена на тысячах КТ-сканов и выявляет изменения, не видимые глазу.
В масштабном клиническом исследовании с участием почти 100’000 человек DAMO GRAPE показала чувствительность 85,1 и специфичность 96,8%. Это на 21,8 и 14% выше, чем у опытных радиологов.
Рак желудка – один из самых смертельных видов рака, особенно в Азии. Если болезнь обнаружить на ранней стадии, пятилетняя выживаемость достигает 95–99%. ИИ делает раннюю диагностику массовой, дешёвой и эффективной, позволяя спасать тысячи жизней.