Press "Enter" to skip to content

Network Medicine – The links between humans, genes and machines | Jörg Menche | TEDxDornbirn


[Музыка]
привет, поэтому я — я использую этот дух как
ученый, и это красивые
существ, которые моя команда и я изучаем, поэтому мы
исследовательских сетей и моделей между
узлы и то, как они соединяются
и я расскажу вам, как я
настолько заинтригованы ими в первом
место в начале моей научной
как мы используем их сегодня, чтобы попытаться
помочь детям с тяжелой генетической
и как я также представляю, что
они будут полезны в будущем и
имеют потенциал для
революционизируют то, как мы делаем медицину и
и наука вообще, позвольте мне
познакомить вас с основной мыслью о том, почему
мы считаем , что изучение сетей
что-то полезное для начала
красивый объект дизайна с года
1990 год — это классика Macintosh и
это то, на что похоже, если вы
это обособленно и уже с этой картины я
думаю, довольно ясно, что если вы только
знать компоненты такого комплекса
системы, даже как компьютер, на котором вы не
чтобы быть в состоянии полностью понять, как
система работает, и вы тоже не
чтобы восстановить его, если
что — то нарушается , и один решающий
компонент, который отсутствует, заключается в том, как эти
биты и куски действительно подходят
вместе, так как они подключены, и это
является лишь примером небольшой части
этот компьютер, и это чип
что на самом деле делает вычисление так ,
обещание заниматься наукой сетей
заключается в том, что , глядя достаточно долго на эти
монтажные схемы и что структуры
что мы видим, что мы можем чему-то научиться
глубоко о том, как системы, которые они
представляют действительно работу, теперь эта карта
относительно упорядоченные и аккуратные и карты
что я действительно занимаюсь изучением клеток и
человеческое тело намного более грязно и
так они выглядят так,
кадр из видео, который вы
вы видели в начале, и это
способ отображения человеческой клетки, так что узлы
что вы видите здесь, это белки
мало биомолекулы не так мало
биомолекул или молекулярных машин и
в основном все, что мы делаем из
переваривать пищу до
перемещение мышц к борьбе с инфекциями
находится на молекулярном уровне результат
такие биомолекулы, которые взаимодействуют с
друг друга, так что мы как сеть
Ученые делаем, мы стараемся , чтобы понять
это довольно беспорядок, и мы стараемся
заказать и посмотреть образцы и структуру и
в конечном счете, и посмотреть, как соединение
к системам, которые они представляют
когда я начал с самого начала после того, как я
изучал физику, и мне было интересно, что
делать дальше, и это было правильно
время, когда первая из этих карт
фактически возникли, и исследователи
сделал кропотливую
действительно соединить все эти
интеллект, которые
происходит в камере и вокруг того же
времени тоже очень разные карты были
появление
так что люди также начинают измерять
как компьютеры соединены вместе в
интернет или как нейроны подключены в
мозг или как люди соединяются в
социальная обстановка и фантастическая находка
из пионеров этого поля
что все эти сети находятся на очень
глубокий структурный уровень на самом деле очень
аналогично примеру сети
что мы движемся от крошечного маленького
микроскопическая сеть белков
взаимодействуя в нашей клетке с наибольшим
инфраструктура, построенная человечеством
и это карта Интернета, поэтому
узлы, которые вы видите здесь, обслуживаются
это были бы большие компьютеры
по существу, и существуют линии между
если они отправляют и получают данные из
один к другому, поэтому, если вы представляете, что
вы , скажем, смотрите видео TEDx
на YouTube, что действительно происходит, так это то, что
видео будет перемещаться с сервера
где он фактически хранится, вероятно,
некоторым сервером Google через ряд
шаги, пока он не достигнет вашего провайдера и
ваш телефон и что это сеть, которая
работа в совершенно другом масштабе
и сотовая сеть и мозг
сети и многих других сетей
имеют общий характер, например, что
подавляющее большинство узлов в этом и
в других сетях относительно мало
связи большинства людей в Facebook
только не так много друзей большинство серверов
здесь будут общаться только с несколькими
других компьютеров, а также в нашем мозгу
большинство ячеек на самом деле не так хорошо
связано с другой стороны есть
также то, что мы бы назвали супер хабами так далее
с правой стороны вы видите эту яркую
цветочной структуры или есть
другой один на левой стороне и эти
узлы, которые очень хорошо
с тем чтобы распространить их
соединения на протяжении всего
сеть в социальной сети, которую вы могли бы
подумайте о Ким Кардашяне или на веб-сайте
это будет Google, и это
важные последствия для того, как они
системы, или что также происходит, как
вы можете повредить их и
сетевые ученые снова пытаются это сделать
понять, как эти сходства
возникают между этими совершенно разными
систем и как мы можем понять
глядя на одну сеть и другие
сетей, так что происходит
насколько быстро может распространяться информация для
пример в сети или как я могу
могу ли я его починить и проиллюстрировать
как мы пытаемся сделать это соединение
между структурой сети и тем, что они
представим, давайте посмотрим на
самая большая социальная сеть, которая существует
Facebook, где узлы хорошо вы
и я, большинство из вас, я думаю, и ссылки
в этой сети представляют Facebook
дружбу и то, что уже визуально
сразу видно , что вы видите, как
континенты выходят из этой карты и
это довольно просто.
не так много людей, живущих в
Атлантический океан, так что не слишком
много света там не слишком много Facebook
но есть и другие отверстия, поэтому
есть другие географические отверстия, которые вы
можно увидеть Сахару, вы можете увидеть
Бассейн Амазонки, но есть также
так что вы можете видеть, что
в Китае относительно темный, а в
Россия или экономические, скажем так,
части Африки, где в принципе там
будет намного больше людей, живущих там
и затем иметь доступ к технологии
как Facebook, в этом примере мы
знаю все это, я имею в виду, мы знаем, что
есть континенты, которые имеют разные
политический и экономический статус, но
обещание состоит в том, что если вы посмотрите на систему
как клетка, которую мы на самом деле не
очень хорошо понимаем, что, изучая
очень тесно, как компоненты
ячейки взаимодействуют друг с другом, мы можем
узнайте также о том, как
клетка работает еще одна метафора, скажем
который руководил нашей работой над
последние пару лет — это
понятие карты и переносится на эти
сетей и показать, что мне нравится
использовать наиболее знаковую карту есть
один из Нью-Йорка и три ключевых
компоненты , имеющие отношение к нашей работе
будет следующим: первый
это место имеет значение, не зная
числа, которые я себе представляю,
довольно просто догадаться, что
Starbucks на Таймс-сквер продает много
больше кофе, чем Starbucks on
Остров Рузвельта и на самом деле проверить
есть Starbucks на острове Рузвельт
поэтому место важно для второго
важной концепцией является
окрестности, поэтому, если вы сравните, давайте
говорят Уолл — стрит в прекрасном районе
Уильямсбург в Бруклине эти два
окрестности очень разные
функций и часто
разная клиентуру я представляю и
третье — это расстояние, на которое
эти карты, поэтому я не являюсь
политолог Я полагаю , что это
не случайно, что самая богатая часть
Уолл-стрит максимально удалена из
самый бедный квартал в Нью-Йорке
Город и там, в Бронксе, и как сделать
мы переводим это на эти молекулярные
сети, где снова узлы являются нашими
молекулы наших белков и
взаимодействие заключается в том, что они действительно
свяжите в нашей клетке первый найденный нами
это также имеет место в этих
сетей, поэтому, если вы сравните эти красные
гены в середине , которые очень высоки
которые являются очень важными
чаще всего являются частью
необходимые молекулярные машины, которые так
Важно , что если у вас есть мутации в
один из этих компонентов вы бы
обычно они были бы смертельными или
иногда они могут быть связаны с
очень серьезные врожденные заболевания, где
эти гены , которые больше
периферия и менее сильно связаны
часто являются избыточными и мутациями в
эти гены будут иметь эффект, который
гораздо менее драматичный
также концепция поворотов окрестностей
чтобы быть важным и значимым и
полезны в этих молекулярных сетях, поэтому
вы могли бы подумать, что эти гены, которые я
нарисовал там и мог, например
представляют все эти гены и которые
было установлено, что отклонение
вы должны разработать диабет типа 2 у некоторых
в вашей жизни, и что мы нашли
что эти разные гены, которые
связанные с тем же заболеванием, они
не разбросанных случайно по всему
место в этих сетях , но они
связанных с очень четко определенными локальными
окрестности, и это невероятно
полезно, потому что, как только вы
это определенная окрестность, это помогает вам
для поиска других генов, которые могут также
важно для того же самого заболевания, чтобы вы
может систематически
окрестности для других процессов, которые
также может быть важным, и на самом деле
аналогии между Интернетом, что я
упомянутых ранее и этих сотовых
сетей, пока мы используем
одинаковые алгоритмы ранжирования генов для
их значение для определенного заболевания
которые Google использует для ранжирования, и
сайтов в их значении для
определенный поиск, который мы вкладываем туда и
наконец, понятие расстояния
значимых в этих молекулярных сетях
в том, что красная и голубая болезнь
может соответствовать, например,
диабет и ожирение, так что заболевания, которые
сильно связаны между собой, тогда как те, которые
находятся дальше, по существу, имеют
не имеет ничего общего с молекулярными причинами
для заболевания двух нижних
хорошо, как это делается, как мы применяем
что на самом деле конкретные пациенты и
мы очень тесно работаем с генетиками
и врачей и биологов
отдел, в котором я работаю, и один из
проблемы , которые мы пытаемся
это редкие редкие заболевания, столь редкие
заболевания определяются как редкие, но
их так много, что на самом деле
в совокупности между 2010 и 2004 годами
страдающих одним редким заболеванием, и
большинство этих редких заболеваний
генетический, что означает, что существует
определенное место в ДНК этих
пациентов и чаще, чем
фактически только одно место, где
есть дефект или мутация , которая является
ответственный за болезнь
первая проблема состоит в том, что это часто
очень трудно найти
какое место несет ответственность, поскольку
у всех нас есть тысячи и
тысячи небольших вариаций в нашей ДНК
если я сравню свое с вашим, но обычно
они учитывают только наши
Индивидуальность некоторые люди высокого роста некоторые
не так много у кого есть голубые глаза, хорошо красные
глаза темные глаза карие глаза и
вызов, чтобы найти одну красную вариацию
в геноме этих пациентов , которые
обычно дети на самом деле довольно сложны
это действительно найти иглу в
стог сена и то, как мы используем эти понятия
которые представлены вам раньше, как
вначале мы отобразили бы все
вариации, которые мы находим в данном
пациента в эти сети, чтобы вы
проверьте, какие именно гены они
на самом деле принадлежат, а затем мы будем пытаться
для определения окрестности, которая на самом деле
является аналогичным заболеванием, которое мы уже
знайте так, например, если мы имеем дело
с пациентами, которые имеют серьезные проблемы
в их иммунной системе мы проверили бы
какие другие болезни мы действительно знаем
вызывают аналогичную проблему в
иммунной системы, поэтому это даст нам
подскажите, что такое общая окрестность в
которые мы, скорее всего , чтобы найти
фактическое изменение, вызывающее
заболевание теперь то, что у нас есть на данный момент
если нам удастся определить это
эта причинная вариация по существу является
диагноз молекулярный диагноз, говорящий
болезнь в этом человеке вызвана
вариации в гене X, и это уже
невероятно полезно, потому что это помогает вам
понять , что молекулярный
причинная цепочка событий может
из этого письма в вашей ДНК
различны вплоть до проблемы
что проявляется в органах, но то, что мы
в конечном счете, хотят достичь, конечно же,
мы хотим помочь этим пациентам, чтобы мы
также хотел бы получить терапевта
Авеню из этого и того, как мы делаем
это снова использует эти окрестности
поэтому мы систематически осматривались
причина генетической вариации гена для
другие болезни, для которых мы фактически
знать лечение, чтобы мы
из этих синих кругов очень очень
закрыть и провести лечение, которое работает
и тогда мы можем начать
обсуждение того , что лечение
также могут быть применимы и для этого
Недавно обнаруженная болезнь все в порядке только
Чтобы закончить, я хотел бы немного посмотреть
бит в будущее, потому что я показал вам
много симпатичных фотографий, по крайней мере, мне нравится
но это не то, как мы изо дня в день
работа действительно выглядит так и есть
в буквальном смысле это так, когда я
подготовил этот слайд я пошел пару
офисы вниз и спросил мой postdoc Celine
сделать снимок экрана о том, что она была
работать прямо сейчас , так что
в буквальном смысле, как мы работаем , мы делаем
много математики мы делаем много статистики
и мы делаем много кодирования, и один из
основные проблемы в современной биологии и
медицина заключается в том, что мы тонем в данных
поэтому, например, секвенирование генома имеет или
собирается стать столь доступны и
дешево и так легко сделать, что это не
чтобы представить, что в паре
лет, последовательность вашего генома будет
стандартную практику, если вы пойдете и увидите
врач, как сегодня, может быть,
артериальное давление больше
что делать со всеми этими данными или как
интерпретировать это, что это действительно означает и
одна часть ответа, конечно , это
поэтому одна часть — это мощные компьютеры и
алгоритмов машинного обучения , но есть
вторая часть, и это мы так, что
человеческая интуиция и человеческая
творчества и способности человека принимать
сложных данных и сложных фактов и
попытайтесь соединить их, связать их с одним
другой и иметь смысл из них
и несколько лет назад или прямо сейчас
еще одна технология, которая появляется
что, я думаю, глубоко изменит
способ, которым мы взаимодействуем с компьютерами и
это виртуальная реальность, так что мы
специально для чего
Себастьян один из членов нашей команды
разработанный как инструмент виртуальной реальности для
взаимодействовать с этими огромными и сложными
наборы данных, так что вы видите здесь, что
он действительно видит через эти 3d
очки, и он может
узлы, какой тип белка
может спросить компьютер показать мне болезнь
окрестности болезни X, и он может сделать
все, что я показал вам раньше, и
целая куча более того, мое видение того, как
медицинское лицо фактически будет работать в
пару лет это может очень хорошо выглядеть
так, чтобы вы пошли к врачу и
вы увидите, что специалист, взаимодействующий
и сделать вывод из этих сложных
данные, которые у всех нас есть, и для нас это
является инструментом, который фактически позволил бы нам
погрузиться в сложность и в эти
огромные данные и мое видение того, где
это пойдет , действительно, не поможет
более отдаленное отчуждение машинным обучением
и массовые данные , но способствовать новым и
Надеюсь, очень плодотворные отношения
между людьми и машинами в этом
и я думаю, что это будет
быть действительно круто
Благодарю вас
[Аплодисменты]
Please follow and like us:

Be First to Comment

Добавить комментарий