Seuraavien viiden vuoden aikana tekoälyn integroiminen kansallisiin interventiojärjestelmiin voisi mahdollistaa epidemioiden syiden ja kulun ennustamisen, mikä voisi pelastaa entistä enemmän elämiä. Kansainvälinen tutkijaryhmä vaatii parempaa yhteistyötä akateemisten, hallituksellisten ja teollisten alojen välillä varmistaakseen tekoälyn turvallisen, vastuullisen ja eettisen käytön tartuntatautien tutkimuksessa.
20. helmikuuta 2025 julkaistussa Nature-lehdessä ilmestyi tutkimus, joka kuvaa ensimmäistä kertaa, kuinka tekoälyn edistysaskeleet voivat nopeuttaa tartuntatautien tutkimuksen ja epidemioiden torjunnan kehitystä.
Tutkimus on tulosta yhteistyöstä Oxfordin yliopiston, Kööpenhaminan yliopiston ja Pasteurin instituutin tutkijoiden välillä, yhteistyössä akateemisten, teollisten ja poliittisten alojen kollegoiden kanssa Afrikasta, Amerikasta, Aasiasta, Australiasta ja Euroopasta, jotka vaativat yhteistyötä ja läpinäkyvyyttä sekä tietoaineistoissa että tekoälymalleissa.
Tekoälyn lääketieteelliset sovellukset ovat tähän asti keskittyneet pääasiassa yksittäisten potilaiden hoitoon, parantaen esimerkiksi kliinisiä diagnooseja ja tarkkaa lääketiedettä tai tukien terapeuttisia päätöksiä.
Tässä tutkimuksessa keskitytään sen sijaan tekoälyn käyttöön väestön terveyden hyväksi. Työt osoittavat, että tekoälyn menetelmien viimeaikaiset edistysaskeleet tekevät niistä yhä tehokkaampia, huolimatta toistaiseksi rajoitetusta tietomäärästä. Tekoälyn parantuneet suorituskyvyt meluisien ja rajallisten tietojen käsittelyssä tarjoavat uusia mahdollisuuksia, joiden avulla omistetut työkalut voivat parantaa terveyttä sekä korkean että matalan tulotason maissa.
Päätekijä, professori Moritz Kraemer Oxfordin yliopiston pandemiatieteiden instituutista, toteaa: "Seuraavien viiden vuoden aikana tekoäly voisi mullistaa pandemioihin varautumisen. Hyödyntämällä säännöllisesti kerättyjä terveys- ja sosioekonomisia tietotera-otteluita se auttaa meitä ennustamaan epidemioiden syitä ja kulkua paremmin. Se voisi myös auttaa meitä ennakoimaan niiden vaikutusta jokaiseen potilaaseen tutkimalla immuunijärjestelmän ja uusien patogeenien välisiä vuorovaikutuksia. Yhdistettynä ja integroituna maiden interventiojärjestelmiin nämä edistysaskeleet voivat pelastaa elämiä ja valmistaa maailmaa paremmin tuleviin pandemiariskeihin."
Tutkimukset ovat mahdollistaneet seuraavien tekoälyyn ja pandemioihin varautumiseen liittyvien mahdollisuuksien tunnistamisen:
- Lupaavia edistysaskeleita nykyisten tautien leviämismallien parantamisessa, mikä mahdollistaa vahvemman, tarkemman ja realistisemman mallinnuksen.
- Edistystä korkean tartuntapotentiaalin alueiden paikallistamisessa, mikä edistää rajallisten terveysresurssien tehokasta kohdentamista.
- Mahdollisuus parantaa tautien seurantaan liittyviä geneettisiä tietoja, nopeuttaen rokotteiden kehittämistä ja uusien varianttien tunnistamista.
- Mahdollinen apu uusien patogeenien ominaisuuksien tunnistamisessa, niiden piirteiden ennustamisessa ja lajien välisten hyppäysten todennäköisyyden määrittämisessä.
- Uusien kiertävien patogeenivarianttien, kuten SARS-CoV-2:n ja influenssavirusten, esiintymisen ennakoiminen sekä niiden vaikutusta vähentävien hoitojen ja rokotteiden tunnistaminen.
- Tekoälyn avustama väestötason tietojen integrointi yksittäisistä lähteistä, mukaan lukien sydämen sykkeen mittauslaitteet ja kannettavat askelmittarit, jotta epidemioita voidaan havaita ja seurata paremmin.
- Tekoälyn luoma uusi rajapinta korkean teknologian tieteen ja rajallisesti koulutettujen terveydenhuollon ammattilaisten välille, vahvistaen niiden laitosten kapasiteettia, jotka eniten tarvitsevat näitä työkaluja.
Kuitenkin tekoälyn edistysaskeleilla ei ole samoja vaikutuksia kaikilla pandemioihin varautumisen ja interventioiden osa-alueilla. Vaikka proteiinikielimallit osoittautuvat esimerkiksi erittäin lupaaviksi virusten mutaatioiden leviämisen ja vakavuuden ymmärtämisen nopeuttamisessa, perusmallien edistysaskeleet saattavat tarjota vain kohtuullisia parannuksia verrattuna olemassa oleviin patogeenien leviämisnopeuden mallintamismenetelmiin.
Tutkijat kehottavat olemaan varovaisia sen suhteen, mitä tekoäly voi yksinään tarjota tartuntatautien haasteisiin, mutta ehdottavat, että ihmispalautteen integrointi tekoälyn mallintamisprosesseihin voisi auttaa ylittämään nykyiset rajoitukset.
Kirjoittajat ovat erityisen huolissaan koulutusdatansa laadusta ja edustavuudesta, tekoälymallien rajoitetusta saatavuudesta laajalle yhteisölle sekä mahdollisista riskeistä, jotka liittyvät mustan laatikon mallien käyttöönottoon päätöksenteossa.
Tutkimuksen kirjoittaja, professori Eric Topol, Scripps Research Translational Institute -instituutin perustaja ja johtaja, lisää: "Tekoäly tarjoaa valtavan muutospotentiaalin pandemioiden lieventämisessä, mutta se perustuu laajaan kansainväliseen yhteistyöhön sekä kattaviin ja jatkuviin seurantatietoihin."
Tutkimuksen pääkirjoittaja, Samir Bhatt Kööpenhaminan yliopistosta, jatkaa: "Tartuntatautien epidemiat ovat jatkuva uhka, mutta tekoäly tarjoaa päättäjille uusia voimakkaita työkaluja, joiden avulla he voivat tehdä tietoon perustuvia päätöksiä siitä, milloin ja miten puuttua."
"Tekoäly tarjoaa monia mahdollisuuksia parantaa epidemioihin ja pandemioihin vastaamista. Tulevat vuodet, jolloin tutkimme, kuinka hyödyntää näitä uusia teknologioita parhaalla mahdollisella tavalla, tulevat olemaan erityisen jännittäviä."
Kirjoittajat ehdottavat tiukkoja arviointikriteerejä tekoälymalleille ja korostavat tiivistä yhteistyötä hallitusten, yhteiskunnan, teollisuuden ja akateemisten alojen välillä kestävästi ja käytännöllisesti kehitettyjen mallien osalta, jotka parantavat ihmisten terveyttä.