Un nuovo metodo di intelligenza artificiale può rilevare le sostanze chimiche tossiche
Ricercatori svedesi della Chalmers University of Technology e dell'Università di Göteborg hanno sviluppato un metodo di intelligenza artificiale in grado di identificare meglio le sostanze chimiche tossiche basandosi esclusivamente sulla conoscenza della loro struttura molecolare. Il metodo può aiutare a controllare e comprendere meglio il numero sempre crescente di sostanze chimiche utilizzate nella società e a ridurre il numero di esperimenti sugli animali.
Le sostanze chimiche sono ampiamente utilizzate nella società e si trovano in qualsiasi cosa, dai prodotti per la casa ai processi industriali. Molte sostanze chimiche finiscono nei nostri corsi d'acqua e negli ecosistemi, dove possono avere effetti negativi sull'uomo e su altri organismi. Un esempio è rappresentato dai PFAS, un gruppo di sostanze problematiche che recentemente sono state trovate in concentrazioni preoccupanti sia nelle acque sotterranee che nell'acqua potabile. Sono stati utilizzati, ad esempio, nelle schiume antincendio e in molti prodotti di consumo.
Gli effetti negativi sull'uomo e sull'ambiente si verificano nonostante le ampie normative sulle sostanze chimiche, che spesso richiedono lunghi test sugli animali per dimostrare quando le sostanze chimiche possono essere considerate sicure. Solo nell'UE, ogni anno vengono utilizzati più di due milioni di animali per rispettare le varie normative. Allo stesso tempo, le nuove sostanze chimiche vengono sviluppate a ritmo serrato e determinare quali di esse debbano essere sottoposte a restrizioni a causa della loro tossicità per l'uomo e per l'ambiente rappresenta una grande sfida.
Un valido aiuto per lo sviluppo di prodotti chimici
Il nuovo metodo sviluppato dai ricercatori svedesi utilizza l'intelligenza artificiale per valutare la tossicità chimica in modo rapido ed economico. Può quindi essere utilizzato per identificare precocemente le sostanze tossiche e ridurre la necessità di test sugli animali.
„Unsere Methode ist in der Lage, anhand der chemischen Struktur einer Substanz vorherzusagen, ob sie giftig ist oder nicht. Sie wurde entwickelt und verfeinert durch die Analyse grosser Datensätze von Labortests, die in der Vergangenheit durchgeführt wurden. Die Methode wurde so trainiert, dass sie auch für bisher nicht getestete Chemikalien genaue Einschätzungen abgeben kann“, sagt Mikael Gustavsson, Forscher am Fachbereich für mathematische Wissenschaften an der Chalmers University of Technology und am Fachbereich für Biologie und Umweltwissenschaften an der Universität Göteborg.
„Derzeit sind mehr als 100.000 Chemikalien auf dem Markt, aber nur ein kleiner Teil davon hat eine gut beschriebene Toxizität für Mensch und Umwelt. Die Toxizität all dieser Chemikalien mit herkömmlichen Methoden, einschliesslich Tierversuchen, zu bewerten, ist praktisch nicht möglich. Hier zeigt sich, dass unsere Methode eine neue Alternative bieten kann“, sagt Erik Kristiansson, Professor an der Fakultät für mathematische Wissenschaften in Chalmers und an der Universität von Göteborg.
I ricercatori ritengono che il metodo possa essere molto utile per la ricerca ambientale e per le autorità e le aziende che utilizzano o sviluppano nuove sostanze chimiche. Hanno quindi resi pubblicamente accessibili.
Più completo e accurato degli attuali strumenti di calcolo
Esistono già strumenti computerizzati per il rilevamento di sostanze chimiche tossiche, ma finora il loro campo di applicazione era troppo ristretto o la loro accuratezza troppo bassa per sostituire i test di laboratorio su larga scala. I ricercatori hanno confrontato il loro metodo con altri tre strumenti computerizzati comunemente utilizzati e hanno scoperto che il nuovo metodo è più preciso e più ampiamente applicabile.
„Die Art von KI, die wir verwenden, basiert auf fortschrittlichen Deep-Learning-Methoden“, sagt Erik Kristiansson. „Unsere Ergebnisse zeigen, dass KI-basierte Methoden bereits mit konventionellen Berechnungsansätzen mithalten können, und da die Menge der verfügbaren Daten weiter zunimmt, erwarten wir, dass sich die KI-Methoden weiter verbessern werden. Daher glauben wir, dass die KI das Potenzial hat, die rechnerische Bewertung der chemischen Toxizität deutlich zu verbessern.“
I ricercatori prevedono che i sistemi di intelligenza artificiale saranno in grado di sostituire sempre di più gli esami di laboratorio.
„Dies würde bedeuten, dass die Zahl der Tierversuche und die wirtschaftlichen Kosten bei der Entwicklung neuer Chemikalien verringert werden könnten. Die Möglichkeit, grosse und vielfältige Datenbestände schnell vorzuprüfen, kann daher die Entwicklung neuer und sicherer Chemikalien unterstützen und dazu beitragen, Ersatz für derzeit verwendete toxische Stoffe zu finden. Wir glauben daher, dass KI-basierte Methoden dazu beitragen werden, die negativen Auswirkungen der chemischen Verschmutzung auf den Menschen und die Ökosystemleistungen zu verringern“, sagt Erik Kristiansson.
Fonte: www.chalmers.se
Questo articolo è apparso originariamente su m-q.ch - https://www.m-q.ch/de/neue-ki-methode-kann-giftige-chemikalien-aufspueren/
