De onbegrensde mogelijkheden van AI: Bio-informatica-docent en -studenten samen op ontdekkingsreis
Docent Guus van Bentum houdt zich binnen de opleiding Bio-informatica bezig met AI. Welke mogelijkheden bieden Artificial Intelligence en machine learning voor de toekomst, bijvoorbeeld in de gezondheidszorg? “Alle technieken zijn constant in beweging.”
Guus van Bentum moet soms een glimlach onderdrukken bij het onstuitbare enthousiasme van zijn studenten. De 34-jarige docent onderwijst binnen de opleiding Bio-informatica het vak Data Science & Machine Learning en wordt door zijn derdejaars studenten zelden lang met rust gelaten. Ze draaien samen een project waarin zij zelf een AI-toepassing voor medicijnontwikkeling maken.
Moleculen sneller 'earmarken'
“Ze lopen de deur bij me plat”, grinnikt Guus. “Dan heeft er weer eentje iets gevonden in een artikel en die komt dan direct met de vraag of dat iets is wat we in het project kunnen gebruiken. We maken een tool die fabrikanten in staat zou kunnen stellen moleculen sneller te kunnen ‘earmarken’; bekijken of een molecuul de juiste eigenschappen heeft om gebruikt te worden voor een bepaald medicijn.”
Hij geeft een voorbeeld. “Uit een database waarin miljoenen moleculen staan, willen we bijvoorbeeld weten hoe oplosbaar een molecuul is. Als hij slecht oplosbaar is, wordt deze niet goed opgenomen in het bloed van een patiënt. Dan heeft het voor fabrikanten geen zin om deze mee te nemen in medical trials. Maar je kunt moeilijk álle moleculen synthetiseren en meten hoe groot de oplosbaarheid is. Machine learning-technieken zijn in dit geval wel heel geschikt.”
Winst voor fabrikant en patiënt
Machine learning-modellen worden gebruikt om patronen in gegevens te herkennen en voorspellingen te doen. “Ons model voorspelt in dit geval hoe oplosbaar een bepaald molecuul is. Op basis daarvan kan een fabrikant met dat molecuul verder. Op die manier wordt de tijd die in vooronderzoek gaat zitten flink verkort.”
Winst voor fabrikant en vooral patiënt. Met dank aan de bio-informaticus. Guus: “In het derde jaar komen het leren programmeren en de biologische context, de twee elementen in de opleiding Bio-informatica, samen. Uit terabytes vol biologische datasets van ziekenhuizen, onderzoekslaboratoria en fabrikanten halen we nieuwe informatie. Modellen trainen om bijvoorbeeld op medische scans van lymfeklieren kankeruitzaaiingen op te sporen.”
“Hoe kan het nou dat een computer snapt wat er op zo’n ‘plaatje’ van lymfeklieren staat en hoe leidt dat tot een voorspelling met vrij grote nauwkeurigheid op basis van een volledig nieuw plaatje? Wat er precies gebeurt ‘onder de motorkap’ van zo’n model, dát leren we studenten. Zodat zij niet zomaar blind gebruiken wat er uit zo’n model komt rollen. Dit is geen hocus pocus, maar een resultaat van data die mensen erin hebben gestopt. Dat bewustzijn probeer ik bij studenten, naast de technische kennis, ook te creëren.”
Nog niet in steen geschreven
De AI-technieken ontwikkelen zich in een razend tempo, ziet Guus. “Het leuk ervan is dat heel veel nog niet gestroomlijnd en in steen geschreven is. Bij een scheikundevak over het periodiek systeem der elementen moet je heel diep gaan om nog iets spannends, twijfel of alternatieven te bieden. Maar veel machine learning-technieken zijn maximaal twintig jaar oud én constant in beweging. Studenten komen er ook in hun vrije tijd mee in aanraking en zijn zo soms al verder dan ikzelf. Het is echt een gezamenlijke ontdekkingsreis die we doormaken.”
Lijkt deze opleiding iets voor jou? Kijk dan op de website en meld je aan voor een proefstudeerdag.
Foto David van Haren
