האלגוריתם שניצח את סרטן הערמונית בשחמט

לפני שלוש שנים הצליחה בינה מלאכותית מתקדמת לנצח את אלוף העולם במשחק “גו”, באמצעות אסטרטגיות וצעדים שבני-אדם לא חשבו עליהם בעבר – גם לאחר יותר מאלפיים שנים של ניסיון היסטורי במשחק. והשאלה שכולם שאלו הייתה – אז מה?

ובאמת, אז מה? אז מה אם בינה מלאכותית מצליחה לנצח בני-אדם במשחק לוח?

את התשובה אנו מתחילים לראות כיום במחקר חדש, שהראה שאלגוריתמים משוכללים מסוגלים לנהל אסטרטגיות שמנצחות גידולים סרטניים במשחק שלהם בתוך הגוף. התוצאות היו מרשימות כל-כך, שהחוקרים פותחים בימים אלו במבדקים רחבים יותר, ומתכננים ליישם את האסטרטגיה האלגוריתמית גם לסוגים נוספים של סרטן.

כדי להבין מה תפקיד האלגוריתמים בעניין, צריך קודם להבין ממה בכלל מתים חולי סרטן. הגידול המקורי אינו זה שגורם למוות, בדרך כלל. אלא שבשלב מתקדם מספיק, אותו גידול משיר מעליו תאים שעוברים לזרם הדם, מתיישבים ברקמות ברחבי הגוף, ומתחילים להצמיח גידולים שניוניים שמתפתחים במהירות והורגים את החולה.

החוקרים – רוברט גטנבי ועמיתיו ממרכז מופיט לחקר הסרטן בפלורידה – פיתחו אלגוריתם שמסתמך על מידע מהקליניקה ומתייחס לכל עניין הסרטן בגוף כאל… משחק. פשוט משחק. והכללים פשוטים: האויבים הם תאי הסרטן והמטרה היא לעצור את גדילתם בגוף.

בימים הראשונים של המלחמה בסרטן, כשהמדענים רק החלו להבין את המחלה, התשובה נראתה ברורה ופשוטה: עלינו להרוג את תאי הסרטן בכלים החזקים ביותר שיש לנו. וכך פותחו תרופות שאמורות לחסל את התאים הסרטניים. אבל חיש מהר התגלה בעיה: התרופות הללו הרגו חלק גדול מהתאים הסרטניים, אך הנותרים – שארית הפליטה – עברו אבולוציה מהירה ופיתחו עמידות כנגד התרופה. ואז, כשהם נהנים מכל המקום העודף שהשתחרר כשחבריהם החלשים יותר מתו, תאי הסרטן העמידים הצליחו להמשיך לגדול ולהתפשט בגוף ללא-מפריע. בשלב זה היו הרופאים מודים בתבוסה, מרימים ידיים ומבשרים למטופל שזמנו קצוב.

אנו מבינים כיום טוב יותר את מנגנוני האבולוציה של הסרטן, ואת יכולתם של התאים לרכוש עמידות לתרופות, ולכן אונקולוגים מפתחים דרכים מורכבות יותר למתן תרופות נגד הסרטן. הם מנסים לעשות זאת בהסתמך בעיקר על הבינה האנושית המוגבלת. אבל מה אם היינו יכולים לרתום את יכולות המחשוב המתקדמות לפיתוח אסטרטגיות שינצחו במשחק נגד הסרטן – או לפחות יובילו לתיקו?

כדי לבחון את הרעיון, ערכו אונקולוגים מחקר על חולים בסרטן הערמונית. הם אמדו את גדילת התאים הסרטניים מדי חודש באמצעות מעקב אחר החומרים שהגידולים שחררו לזרם הדם. אלגוריתם ייעודי חישב את מינון תרופה מסוימת – אבירטרון – שיש לתת לכל חולה, לפי קצב ההתפשטות של הגידול. תרופה זו הורגת את התאים הסרטניים שמייצרים טסטוסטרון – חומר שגידול הערמונית צריך כמו אוויר לנשימה על מנת להמשיך לגדול. הצרה היא, שמנה גדושה מדי של אבירטרון תהרוג את כל התאים מייצרי-הטסטוסטרון, ותדחוף את הגידול לעבור אבולוציה: תאים חדשים יצוצו שאינם זקוקים לטסטוסטרון. הם יהיו חזקים יותר וחופשיים יותר להתפשט בגוף – והם גם יהיו אלו שיהרגו, בסופו של דבר, את החולה.

גדולתו של האלגוריתם היא בכך שמצא את המינון המדויק של ארביטרון שיש לספק לחולים מדי חודש, על מנת שהתאים מייצרי-הטסטוסטרון יסבלו – ועמם הגידול כולו – אך לא ימותו כולם. ומכיוון שכך, הגידול נותר קטן יחסית, ואינו מפתח את התאים הסרטניים הקטלניים יותר שהיו הורגים את הגוף. האסטרטגיה החדשה עבדה באופן מרשים על 17 המטופלים, הכפילה את משך הזמן הנדרש עד לפיתוח עמידות למינון התרופתי הרגיל, ועשתה זאת תוך שימוש במחצית בלבד מכמות התרופה הנדרשת בדרך-כלל.

יש, כמובן, ביקורת על המחקר. על אף העובדה שהתפרסם בכתב-העת המדעי הנחשב נייצ’ר (Nature Communications), מדובר עדיין במחקר ראשוני בלבד שנערך על מדגם קטן מאד של חולים. חשוב לבדוק את הרעיונות שמאחוריו על מספר גדול יותר של חולים. חשוב גם להבהיר שאין כאן בינה מלאכותית משוכללת שפיתחה אסטרטגיה חדשה, אלא שבני-האדם חשבו על רעיון כוונון הטיפול – והאלגוריתמים רק הצליחו להתאים את הטיפול לכל חולה בקלות וביעילות.

אבל זוהי רק תחילת הדרך.

אלגוריתמים משוכללים יותר יומצאו כבר בעתיד הקרוב, ויובילו לאופטימיזציה של משטר התרופות הניתן לחולי סרטן (ובכלל). בינות מלאכותיות מתקדמות עוד יותר יפתחו אסטרטגיות מורכבות ויעילות שישחקו שחמט, דמקה וגו עם התאים הסרטניים ועם נגיפי ה- HIV, עם מחלות האלצהיימר והפרקינסון – ואפילו עם תהליכי ההזדקנות של הגוף. הטכנולוגיות הדיגיטליות, המתפתחות במהירות, יעזרו לנו להשתמש בתרופות הקיימות בדרכים חדשות שיביאו לתוצאות יעילות הרבה יותר. במקום להתמקד אך ורק בפיתוח תרופות חדשות – תהליך מורכב ויקר שדורש למעלה מעשור למימוש מוצלח – יפותחו משטרי טיפול חדשים וחכמים יותר, המונעים בכוחן של הבינות המלאכותיות.

בינות מלאכותיות מסוג זה, עליהן נשמע בחדשות המחקריות לעתים תכופות יותר ויותר, יעזרו להציל את חייהם של רבים בעשורים הקרובים. ולאחר מכן, בעתיד בטווח הארוך, נשסה אותן גם במשחק הגדול ביותר, למול המוות בכבודו ובעצמו. נאתגר אותן למצוא את הטיפולים שיאריכו את משך החיים הבריא של בני-האדם, ויעצרו את תהליכי ההזדקנות. יש, אמנם, עוד עשורים רבים עד שנצליח להבין מספיק את תהליכי ההזדקנות של הגוף, או שנפתח כלים מדויקים מספיק להשפיע עליה, אך אנו כבר התחלנו לצעוד בדרך לשם, ואם לא תתרחש קטסטרופה כלשהי לאנושות כולה, בוודאי גם נגיע אל היעד הנכסף.

לחיים!

אתם מוזמנים לקרוא עוד על עתיד הרפואה והבינה המלאכותית בספרי “השולטים בעתיד“, בחנויות הספרים המובחרות (וגם אלו שסתם בסדר).