پیشرفتهای اخیر در حوزه هوش مصنوعی نشان میدهد که این فناوری اکنون قادر است ژنوم کامل ویروسها را از صفر طراحی کند. پژوهشگران هشدار میدهند که این توانایی، اگرچه در ظاهر علمی و پزشکی است، میتواند تنها یک گام با ساخت سلاحهای زیستی پیشرفته فاصله داشته باشد. کلمه کلیدی اصلی این مقاله «ویروسهای ساختهشده با هوش مصنوعی» است که در ادامه، ابعاد علمی، امنیتی و اخلاقی آن بررسی میشود.
ساخت ویروس از صفر با هوش مصنوعی
دانشمندان موفق شدهاند با استفاده از سامانههای یادگیری ماشینی، ژنوم کامل ویروسها را در آزمایشگاه طراحی و تولید کنند. این سیستمها با یادگیری الگوها از دادههای ژنتیکی، قادرند توالیهایی کاملاً جدید اما مشابه خانوادههای طبیعی ویروسها ایجاد کنند.
بهطور همزمان، مطالعهای به رهبری مایکروسافت نشان داد ابزارهای هوش مصنوعی میتوانند سموم شناختهشده را بهگونهای بازطراحی کنند که از فیلترهای رایج ایمنی در فرایند سنتز DNA عبور کنند.
ویروسهای هوش مصنوعی چرا نگرانکننده هستند؟
ویروسهایی که تاکنون با هوش مصنوعی ساخته شدهاند، از نوع باکتریوفاژ هستند؛ ویروسهایی که تنها باکتریها را آلوده میکنند نه انسان را. این موضوع آنها را به نمونههای آزمایشی مفید تبدیل کرده است، اما در عین حال هشداری جدی درباره آینده این فناوری محسوب میشود.
پژوهش مایکروسافت و عبور از فیلترهای ایمنی
پژوهشی که نشان داد پروتئینهای طراحیشده با هوش مصنوعی میتوانند از سامانههای ایمنی ژنتیکی عبور کنند، به رهبری بروس جی. ویتمن از Microsoft Research انجام شد. او بهعنوان دانشمند ارشد کاربردی، بر توسعه ابزارهایی برای افزایش دقت غربالگری DNA در آزمایشگاهها تمرکز دارد.
مدلهای زبانی ژنوم چگونه کار میکنند؟
این پروژهها بر پایه مدلهای زبانی ژنوم بنا شدهاند؛ ابزارهایی که میتوانند توالیهای محتمل DNA را پیشبینی کنند. پس از آموزش روی هزاران توالی ژنتیکی، این مدلها قادرند ژنومهایی کاملاً جدید پیشنهاد دهند که همچنان به ویروسهای طبیعی شباهت دارند.
همین توان خلاقانه باعث میشود پیشبینی رفتار یک ویروس یا پروتئین طراحیشده توسط ماشین در آزمایشهای واقعی دشوارتر شود.
باکتریوفاژها؛ از تهدید تا ابزار درمانی
در یک پیشچاپ علمی اخیر، پژوهشگران صدها ژنوم بالقوه باکتریوفاژ را طراحی کردند و موفق شدند ۱۶ ویروس فعال را پرورش دهند.
از آنجا که هر باکتریوفاژ تنها باکتریهای خاصی را هدف میگیرد، پزشکان امیدوارند با استفاده از ترکیبهای سفارشیشده، عفونتهای مقاوم به آنتیبیوتیک را درمان کنند، بدون آنکه به میکروبهای مفید یا سلولهای انسانی آسیب برسد.
بررسیهای بالینی نشان میدهد برخی بیماران مبتلا به عفونتهای مقاوم، پس از دریافت درمان آزمایشی باکتریوفاژ، بهبود یافتهاند؛ در شرایطی که داروهای استاندارد شکست خورده بودند.
معضل استفاده دوگانه (Dual-Use)
دانشمندان از اصطلاح پژوهش با کاربرد دوگانه برای توصیف فناوریهایی استفاده میکنند که بسته به نیت استفادهکننده، میتوانند مفید یا مخرب باشند.
همان الگوریتمی که قطرات دارویی برای اسپریهای تنفسی آسم را بهینه میکند، میتواند دستورالعملهایی برای حملات شیمیایی یا زیستی مؤثرتر نیز ارائه دهد.
پژوهشگران تأکید میکنند که محدودسازی دقیق دادههای آموزشی، بهویژه ژنومها و سموم، نخستین سد ایمنی ضروری در برابر سوءاستفاده است.
چگونه ویروسهای هوش مصنوعی از غربالگری عبور میکنند؟
بسیاری از شرکتهای فعال در سنتز DNA، سفارشهای ژنتیکی را بررسی میکنند تا تطابق آنها با عوامل بیماریزا یا سموم شناسایی شود.
تیم ویتمن نشان داد ابزارهای پیشرفته طراحی پروتئین میتوانند توالیهای خطرناک را به شکلهایی جدید بازنویسی کنند؛ بهگونهای که عملکرد خود را حفظ کنند اما از فیلترهای استاندارد عبور نمایند.
تقویت سامانههای دفاعی
این تیم با همکاری چندین تأمینکننده DNA، الگوریتمهای جدیدی توسعه داد که بر ساختار و عملکرد پروتئین تمرکز دارند. این رویکرد دقت شناسایی توالیهای پنهانشده را بهطور چشمگیری افزایش داده است.
این اصلاحات اکنون در حال ادغام در سامانههای تجاری غربالگری هستند و یک نقطهضعف پنهان را به راهنمایی عملی برای دفاع تبدیل کردهاند.
سیاستهای فدرال و نقش دولتها
چارچوبی فدرال در حال شکلگیری است که تأمین بودجه پژوهشی را به غربالگری اسیدهای نوکلئیک پیوند میدهد. بر اساس این سیاست، آزمایشگاهها تشویق میشوند DNA موردنیاز خود را تنها از تأمینکنندگان معتبر تهیه کنند.
این تأمینکنندگان موظفاند هر سفارش را بررسی کنند، مشتریان را ارزیابی نمایند، درخواستهای مشکوک را گزارش دهند و سوابق را برای سالها نگه دارند.
اگرچه دولتهای آینده ممکن است این الزامات را تغییر دهند، این سیاست نشان میدهد چگونه میتوان دستورالعملهای ایمنی را به شرایط عملی خرید و قرارداد تبدیل کرد.
استانداردهای جهانی ایمنی زیستی
ابتکار بینالمللی امنیت و ایمنی زیستی در علم شرکتها و نهادهای نظارتی را گرد هم آورده تا با تغییر فناوریهای هوش مصنوعی و سنتز ژنتیکی، استانداردهای غربالگری بهروزرسانی شوند.
یکی از شرکای کلیدی این تلاش، کنسرسیوم بینالمللی سنتز ژن است که اعضای آن متعهد به غربالگری توالیها و هویت مشتریان بر اساس یک پروتکل هماهنگ هستند.
بریتانیا نیز مؤسسهای برای ایمنی هوش مصنوعی ایجاد کرده است که وظیفه آزمایش مدلها، ارزیابی ریسکها و اشتراکگذاری روشهای کاهش سوءاستفاده را بر عهده دارد.
تسا الکسانیان، پژوهشگر مشارکتکننده در این مطالعه، این رویکرد را «عامدانه انعطافپذیر» توصیف میکند و میگوید: «این برنامه دسترسی مدیریتشده یک آزمایش است و ما مشتاقیم رویکرد خود را تکامل دهیم.»
محدودیتهای عملی سلاحهای زیستی
با وجود تمام نگرانیها، هنوز فاصله زیادی میان طراحی دیجیتال ژنوم و مهندسی قابلاعتماد ویروسهای مسری انسانی وجود دارد.
پژوهش اخیر بر ویروسهای باکتریایی ساده تمرکز داشت؛ موجوداتی بسیار ابتداییتر از عوامل بیماریزای پیچیدهای مانند آنفلوانزا یا کووید-۱۹.
حتی با طراحیهای دقیق، تولید ارگانیسمهای پایدار نیازمند آزمایشگاههای ایمن، نظارت سختگیرانه و ماهها یا سالها آزمایش است.
با این حال، کارشناسان نگراناند که پیشرفت در خودکارسازی، سنتز DNA و مدلسازی، این موانع را بهتدریج کاهش دهد.
آینده ویروسهای ساختهشده با هوش مصنوعی
بسیاری از پژوهشگران اکنون بر ضرورت امنیت زیستی تأکید دارند؛ مجموعه سیاستهایی که با ترکیب انتخاب دقیق دادههای آموزشی و غربالگری ساده خروجیها، از سوءاستفاده جلوگیری میکند.
برخی پیشنهادها حتی به نظارت محیطی اشاره دارند؛ مانند پایش فاضلاب، فیلترهای هوا یا نمونههای بیمارستانی برای شناسایی ردپای ژنتیکی تولیدات غیرمجاز.
در عین حال، همین ابزارهای هوش مصنوعی میتوانند کشف آنتیبیوتیکها، واکسنها و درمانهای شخصیسازیشده باکتریوفاژی را تسریع کنند؛ درمانهایی که جان بیماران را در زمان شکست داروها نجات میدهند.
بسیاری از متخصصان بر این باورند که مسئولیت مشترکی میان تأمینکنندگان مالی، مجلات علمی، شرکتها و دانشگاهها وجود دارد تا هر زمان ابزارهای قدرتمند هوش مصنوعی وارد زیستفناوری میشوند، ارزیابیهای ایمنی الزامی باشد.
این مطالعه در مجله علمی Science منتشر شده است.
نتیجهگیری
ویروسهای ساختهشده با هوش مصنوعی همزمان نویدبخش درمانهای نوین و زنگ خطری جدی برای امنیت جهانی هستند. مدیریت هوشمندانه این فناوری، تعیینکننده مسیر آینده آن خواهد بود.
اگر به آینده هوش مصنوعی و امنیت زیستی علاقهمند هستید، این مقاله را به اشتراک بگذارید یا دیدگاه خود را در بخش نظرات بنویسید.
