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Avantages de la localisation

L'IA pour la simulation de processus biologiques

19. septembre 2024

Une équipe de recherche de l'Institut d'intelligence artificielle de l'Université de médecine de Vienne et du Centre de recherche en médecine moléculaire CeMM a démontré qu'un grand modèle de langage comme GPT-4, connu pour son utilisation dans ChatGPT, peut être utilisé efficacement comme simulateur de systèmes biologiques. L'équipe, dirigée par Matthias Samwald et Christoph Bock, a testé l'hypothèse selon laquelle la simulation progressive de processus biologiques et médicaux avec GPT-4 permet d'obtenir de meilleurs résultats.

Les chercheurs ont développé « SimulateGPT », une méthode de simulation basée sur la connaissance par le biais d'entrées structurées dans GPT-4. Elle a été testée et validée par des experts dans différents scénarios tels que des expériences sur la souris, l'aide au traitement de la septicémie, la prédiction des gènes essentiels dans les cellules cancéreuses et la survie sans progression des patients cancéreux. La méthode est conçue pour la recherche fondamentale et n'est pas destinée à une utilisation clinique.

« Cette étude montre que les grands modèles de langage comme GPT-4 pourraient permettre l'émergence d'une nouvelle classe de simulateurs biomédicaux », a déclaré Matthias Samwald. « Les simulations basées sur le texte sont particulièrement adaptées à la modélisation et à la compréhension des systèmes vivants, car le texte et le langage apportent la flexibilité et l'interprétabilité nécessaires pour décrire la complexité de la biologie ».

Les modèles linguistiques tels que GPT-4 sont généralement contrôlés par des entrées de texte pour effectuer des tâches spécifiques ou résoudre des problèmes. Ils répondent alors directement à des questions simples, mais ont des difficultés à résoudre des scénarios plus complexes, comme c'est souvent le cas en biomédecine. Les chercheurs ont configuré le GPT-4 pour simuler en détail des scénarios prédéfinis avec du texte, en utilisant des entrées structurées et des instructions ciblées. Il s'est avéré que ce simulateur basé sur la GPT-4 donnait de bien meilleurs résultats. Les experts biomédicaux ont préféré les prédictions de SimulateGPT aux réponses directes de GPT-4 lors des expériences. SimulateGPT a également amélioré la précision de la détermination des gènes essentiels dans les cellules cancéreuses et de la prédiction de la survie sans progression des patients cancéreux par rapport aux réponses GPT-4 traditionnelles. Les résultats de l'équipe de recherche ont été publiés dans le journal « Computers in Biology and Medicine ».

CeMM – recherche interdisciplinaire de pointe

Le CeMM Research Center for Molecular Medicine est un institut de recherche interdisciplinaire de l'Académie autrichienne des sciences, dont l'objectif est de faire progresser la compréhension des maladies humaines par la recherche fondamentale et biomédicale. Il est situé dans un bâtiment sur mesure au cœur du campus de l'Université de médecine de Vienne et se concentre sur la réalisation d'un travail de pionnier dans le domaine scientifique afin de promouvoir la médecine précise, personnalisée, prédictive et préventive du futur.