Sinergi yang Semakin Meningkat antara AI dan Neurosains dalam Menguraikan Otak Manusia

Kecerdasan buatan (AI) belakangan ini menjadi perbincangan hangat, dengan chatbot seperti ChatGPT milik OpenAI, Bard milik Google, dan Grok milik Elon Musk yang mendapatkan banyak perhatian. Namun, AI tidaklah baru seperti chatbot-chatbot ini; sebaliknya, minat terhadap AI muncul puluhan tahun yang lalu pada tahun 1950 ketika ilmuwan Alan Turing mengusulkan sebuah tes kecerdasan mesin yang disebut The Imitation Game dalam makalahnya “Computer Machinery and Intelligence.”

“Bisakah mesin berpikir?” tanya Turing dalam makalahnya, menawarkan sebuah “Turing Test,” di mana seorang penyidik manusia akan mencoba membedakan antara respons teks komputer dan manusia.

Sejak saat itu, kemajuan teknologi telah menghasilkan sistem AI yang lebih canggih yang telah digunakan di berbagai bidang, termasuk perawatan kesehatan serta pemahaman dan pengobatan organ manusia yang paling kompleks, otak.

Klik di sini untuk mempelajari semua tentang chip otak AI.

Kemajuan AI dan Neurosains

Secara umum, sistem AI beralasan, belajar, dan melakukan tugas yang biasanya terkait dengan fungsi kognitif manusia, seperti mengidentifikasi pola dan menafsirkan ucapan dengan memproses sejumlah besar data.

AI pada dasarnya adalah sekumpulan teknologi yang memungkinkan komputer melakukan berbagai fungsi canggih. Tulang punggung inovasi dalam komputasi modern, AI mencakup berbagai disiplin, termasuk:

• Analitik data
• Rekayasa perangkat keras dan perangkat lunak
• Linguistik
• Neurosains
• Psikologi

Model AI ini yang meniru proses kognitif dan membantu dalam tugas kognitif kompleks seperti penerjemahan bahasa dan pengenalan gambar didasarkan pada jaringan saraf biologis, yang merupakan sistem kompleks neuron yang saling terhubung dan membantu ‘melatih’ mesin untuk memahami ucapan, gambar, dan pola.

Otak manusia yang rumit dan cerdas telah menjadi tantangan bagi para ilmuwan untuk membuka kemungkinan augmentasi manusia. Namun, meskipun AI telah dimanfaatkan untuk menciptakan seperti Siri milik Apple , Alexa milik Amazon , dan Watson milik IBM, dampak yang benar-benar transformatif hanya akan tercapai ketika jaringan saraf buatan diperkaya dengan kecerdasan alami manusia, hasil dari berabad-abad evolusi.

Meskipun komputer masih belum dapat menandingi fleksibilitas penuh manusia, ada program yang berhasil menjalankan tugas-tugas tertentu, dengan cakupan aplikasi AI yang berkembang setiap hari. Kemajuan teknologi ini, bersama dengan kemajuan ilmu pengetahuan, secara signifikan telah mengarah pada pemanfaatan AI dalam diagnosis dan pengobatan medis.

Dengan menganalisis sejumlah besar data pasien dari berbagai sumber untuk membantu penyedia layanan kesehatan, AI membantu memperoleh gambaran lengkap tentang kesehatan pasien untuk prediksi yang lebih akurat dan membuat keputusan yang lebih tepat mengenai perawatan pasien. Hal ini juga membantu mendeteksi potensi masalah kesehatan lebih awal sebelum menjadi mengancam jiwa. Selain itu, dengan menggunakan AI, penyedia layanan kesehatan dapat mengotomatisasi tugas rutin, memungkinkan mereka fokus pada perawatan pasien yang lebih kompleks.

Klik di sini untuk mempelajari bagaimana berbagai teknologi memungkinkan tingkat evolusi manusia berikutnya.

Peran AI dalam Memahami Otak Manusia dengan Lebih Baik

Penelitian terobosan dalam neuroscience telah menghasilkan pengembangan teknik pencitraan otak canggih, termasuk:

• Elektroensefalografi (EEG)
• Pencitraan resonansi magnetik fungsional (fMRI)

Secara bersamaan, seiring algoritma AI, khususnya dalam pembelajaran mesin dan pembelajaran mendalam, menjadi lebih canggih, hal ini menghasilkan pertemuan kedua bidang. Sinkronisasi semacam itu memungkinkan ilmuwan menganalisis dan memahami data otak pada skala yang belum pernah terjadi sebelumnya.

Pertemuan antara AI dan neuroscience, bidang yang berfokus pada sistem saraf dan otak, terutama terlihat dalam ranah analisis data. Saat ini, AI memberdayakan ilmuwan dan peneliti untuk memetakan wilayah otak dengan akurasi yang belum pernah terjadi sebelumnya. Hal ini dimungkinkan oleh kemajuan teknologi AI yang memungkinkan klasifikasi pola data otak yang rumit dan kemudian membuat korelasi. Kolaborasi ini juga membuka jalan bagi peneliti untuk lebih memahami jalur neural.

Dengan bantuan AI, diagnostik medis dapat ditingkatkan dengan memperbaiki akurasi prediksi, kecepatan, dan efisiensi proses diagnostik. Studi citra otak berbasis AI telah menemukan perubahan halus pada struktur otak yang muncul sebelum gejala klinis diketahui, yang memiliki potensi besar untuk deteksi dini dan intervensi, berpotensi merevolusi pendekatan kita terhadap gangguan neurodegeneratif.

Sebagai contoh, akhir bulan lalu, peneliti memanfaatkan AI untuk menganalisis pemindaian MRI otak khusus pada individu dengan attention-deficit/hyperactivity disorder (ADHD). ADHD adalah gangguan umum, dengan perkiraan 5,7 juta anak dan remaja berusia 6 hingga 17 tahun yang didiagnosis di AS.

Gangguan yang semakin umum karena masuknya smartphone dapat berdampak besar pada kualitas hidup pasien, karena anak-anak dengan ADHD cenderung kesulitan memperhatikan dan mengatur aktivitas. Di sini, diagnosis dan intervensi dini sangat penting untuk mengelolanya, namun ADHD, seperti yang dikatakan co-author studi Justin Huynh:

“Sangat sulit untuk didiagnosis.”

Studi tersebut menggunakan nilai anisotropi fraksional (FA) sebagai input untuk melatih model AI pembelajaran mendalam guna mendiagnosis ADHD “dalam kerangka diagnostik kuantitatif dan objektif.”

Seperti yang kita lihat, dengan memberi algoritma sejumlah besar dataset terkait pemindaian otak dan riwayat pasien, algoritma dapat membedakan penanda halus yang mungkin tidak dapat dilakukan manusia. Hal ini pada gilirannya meningkatkan akurasi diagnostik, menghasilkan intervensi lebih awal dan hasil pasien yang lebih baik.

Mempelajari teknologi pencitraan otak baru untuk memahami rahasia ilmu otak dan kemudian menghubungkannya dengan AI untuk mensimulasikan otak juga merupakan cara menutup kesenjangan antara AI dan kecerdasan manusia. Sudah ada banyak kemajuan dalam antarmuka otak-komputer (BCI) oleh perusahaan seperti Neuralink. BCI menghubungkan otak secara langsung ke perangkat eksternal, memungkinkan orang penyandang disabilitas mengendalikan prostetik dan berinteraksi dengan dunia hanya dengan pikiran, menunjukkan potensi mereka untuk banyak aplikasi ilmiah dan praktis.

Penggabungan kecerdasan manusia dan AI pada akhirnya dapat menciptakan ‘supermanusia’ tetapi memerlukan model komputasi yang mengintegrasikan pemrosesan visual dan bahasa alami, sebagaimana otak manusia, untuk komunikasi yang komprehensif. Dalam konteks ini, asisten virtual dapat menangani tugas sederhana maupun kompleks, namun mesin perlu belajar memahami konteks yang lebih kaya untuk kemampuan komunikasi mirip manusia.

Peran AI yang Semakin Besar dalam Mengobati Otak Manusia

Dalam perawatan kesehatan, diagnostik melibatkan evaluasi kondisi atau penyakit medis dengan menganalisis gejala, riwayat medis, dan hasil tes. Tujuannya adalah memanfaatkan tes seperti tes pencitraan, tes darah, dll, untuk menentukan penyebab masalah medis dan membuat diagnosis yang akurat guna memberikan perawatan yang efektif. Selain itu, diagnostik dapat digunakan untuk memantau perkembangan suatu kondisi dan menilai efektivitas pengobatan.

Potensi AI dalam pengobatan sangat menarik. Kecerdasan buatan dapat memberikan analisis karakteristik otak seseorang serta riwayat medis, genetika, data gaya hidup, dan faktor lainnya, berdasarkan itu dapat menawarkan pengobatan yang dipersonalisasi. Dengan cara ini, AI menjanjikan rencana perawatan yang disesuaikan yang mempertimbangkan keunikan masing-masing otak pasien.

Dengan mengidentifikasi pola unik dan tidak bias dalam data, AI berpotensi juga menemukan biomarker atau metode intervensi baru. Sistem berbasis AI lebih cepat dan lebih efisien dibandingkan proses manual serta secara signifikan mengurangi kesalahan manusia.

Sebuah tim peneliti rbaru-baru ini menggunakan AI untuk memprediksi metode optimal untuk mensintesis molekul obat. Metode ini, menurut penulis utama makalah David Nippa, berpotensi mengurangi jumlah eksperimen laboratorium yang diperlukan secara “signifikan,” sehingga “meningkatkan efisiensi dan keberlanjutan sintesis kimia.”

Model AI dilatih pada data dari karya ilmiah terpercaya dan eksperimen dari laboratorium otomatis serta dapat secara sukses memprediksi posisi borylation untuk molekul apa pun dan memberikan kondisi optimal untuk transformasi kimia. Sudah digunakan untuk mengidentifikasi posisi dalam bahan aktif yang ada di mana kelompok aktif tambahan dapat diperkenalkan, model ini akan membantu mengembangkan varian baru dan lebih efektif dari bahan aktif obat yang dikenal lebih cepat.

Perusahaan Farmasi Teratas yang Bekerja Mengintegrasikan AI

Sekarang, mari kita lihat beberapa perusahaan publik di sektor medis yang memanfaatkan teknologi ini.

1. Novartis (NVS) 

Raksasa farmasi ini telah berinvestasi dalam AI untuk analisis data biomedis serta penemuan dan pengembangan obat. Dengan kapitalisasi pasar $223,48 miliar, saham Novartis saat ini diperdagangkan pada $98,27, naik 8,17% tahun ini. Pendapatan perusahaan selama dua belas bulan terakhir (TTM) sebesar $47,88 miliar dengan EPS (TTM) 3,59, P/E (TTM) 27,30, dan ROE (TTM) 14,94%. Sementara itu, hasil dividen sebesar 3,57%.

Perusahaan telah mengintegrasikan AI di seluruh operasinya, termasuk menganalisis dataset besar yang mencakup catatan kesehatan publik, data resep, data internal, dan klaim asuransi medis untuk mengidentifikasi pasien percobaan potensial guna mengoptimalkan desain uji klinis. Menurut Novartis, penggunaan alat AI telah membuat pendaftaran pasien dalam uji coba menjadi lebih cepat, lebih murah, dan lebih efisien.

2. Pfizer (PFE)

Perusahaan biofarmasi berbasis riset ini memiliki kapitalisasi pasar $163,238 miliar dan sahamnya saat ini diperdagangkan pada $28,97, turun 43,58% tahun ini. Pendapatan perusahaan selama dua belas bulan terakhir (TTM) sebesar $68,53 miliar dengan EPS (TTM) 1,82, P/E (TTM) 15,88, dan ROE (TTM) 11,05%. Sementara itu, hasil dividen sebesar 5,67%.

Pfizer (PFE ) telah menunjukkan banyak minat dalam memanfaatkan AI untuk meningkatkan upaya penemuan obatnya. Perusahaan telah bermitra dengan banyak perusahaan AI, seperti CytoReason, Tempus, Gero, dan Truveta. Sementara itu, untuk meningkatkan uji klinis onkologi, Pfizer menandatangani perjanjian berbagi data dengan perusahaan AI onkologi Vysioneer, yang juga memiliki solusi auto-contouring tumor otak berbasis AI yang disetujui FDA bernama VBrain.

Selain membuat pusat riset ML untuk menciptakan model prediktif dan alat baru, Pfizer juga bermitra dengan salah satu penyedia cloud terbesar, Amazon Web Services, untuk menggunakan komputasi awan dalam penemuan dan produksi obat. Kemitraan ini sangat berharga “selama pandemi COVID-19… dalam berbagai aspek pengembangan vaksin, mulai dari produksi hingga uji klinis.”

3. AstraZeneca (AZN)

Perusahaan biofarmasi ini memiliki kapitalisasi pasar $200,8 miliar, dan sahamnya saat ini diperdagangkan pada $64,86, turun 4,44% tahun ini. Pendapatan perusahaan selama dua belas bulan terakhir (TTM) hampir $45 miliar dengan EPS (TTM) 1,89, P/E (TTM) 34,29, dan ROE (TTM) 16,30%. Sementara itu, hasil dividen sebesar 2,22%.

Produsen obat Anglo-Swedia ini telah berinvestasi dalam AI untuk menganalisis data biologis kompleks guna penemuan obat dan telah berkolaborasi dengan perusahaan AI untuk meningkatkan kemampuan riset mereka. Baru-baru ini, AstraZeneca (AZN ) menandatangani kesepakatan senilai hingga $247 juta dengan perusahaan penemuan obat biologis berbasis AI, Absci, untuk merancang antibodi melawan kanker. Perusahaan biologis tersebut menggunakan AI generatif untuk mendapatkan kandidat obat optimal berdasarkan sifat seperti afinitas, kemampuan produksi, dan keamanan, antara lain.

Bulan lalu, AstraZeneca membentuk unit teknologi kesehatan bernama Evinova untuk mempercepat inovasi dan membawa AI ke uji klinis. Perusahaan juga memperoleh akses awal ke ‘digital twins’ berbasis AI dan menandatangani kesepakatan penemuan obat berbasis AI dengan Verge Genomics melalui divisi penyakit langka, Alexion.

4. BenevolentAI SA (BAI.AS)

Perusahaan penemuan dan pengembangan obat berbasis AI ini memiliki kapitalisasi pasar $86,45 miliar, dan sahamnya saat ini diperdagangkan pada $0,545, turun 84,43% tahun ini. EPS (TTM) perusahaan adalah 0,75, dan P/E (TTM) adalah 0,72.

BenevolentAI adalah perusahaan tahap klinis yang bertujuan mengobati dermatitis atopik serta potensi pengobatan untuk penyakit kronis dan kanker. Perusahaan menggunakan algoritma AI prediktif untuk menganalisis dan mengekstrak wawasan yang dibutuhkan dari data yang tersedia dan literatur ilmiah. Pada bulan Mei tahun ini, sebagai bagian dari rencana strategis untuk menempatkan diri pada era baru AI, perusahaan mengumumkan akan mengurangi pengeluaran dan membebaskan kas bersih untuk meningkatkan fleksibilitas keuangannya.

Perusahaan memiliki kemitraan yang mapan dengan perusahaan farmasi besar lainnya seperti GSK dan Novartis, sementara kolaborasinya dengan AstraZeneca bertujuan mengembangkan obat untuk fibrosis dan penyakit ginjal kronis. Beberapa bulan lalu, BenevolentAI juga bermitra dengan Merck KGaA (MRK.DE ) untuk memanfaatkan keahlian mereka dalam onkologi dan neuroinflamasi serta mendukung rencana penemuan obat berbasis AI perusahaan dengan fokus pada menemukan kandidat molekul kecil yang layak.

Pemikiran Penutup

Seperti yang kita lihat, AI memiliki potensi besar untuk meningkatkan diagnosis dan pengobatan penyakit otak. AI bahkan dapat membantu memprediksi gangguan otak berdasarkan penyimpangan kecil dari aktivitas otak normal, yang menghasilkan hasil pasien yang lebih baik serta sistem perawatan kesehatan yang lebih efisien dan efektif. Namun, perlu dicatat bahwa pertemuan antara AI dan otak manusia tidak lepas dari kekhawatiran etis sehingga memerlukan perlindungan privasi yang ketat.