Notícia com publicação científica
Inteligência Artificial pode transformar pesquisas em doenças infecciosas e ajudar a preparar respostas no caso de futuras pandemias
A Inteligência Artificial não é ‘bala de prata’, mas pode auxiliar em futuras tomadas de decisões, caso haja melhorias em modelos e trabalho conjunto de governos, sociedade, indústria e academia
kjpargeter via Freepik
24 de fevereiro de 2025, 15:02

Fonte

Universidade de Oxford

Publicação Original

Universidade de Oxford

Áreas

Bioinformática, Biologia, Biomedicina, Biotecnologia, Desenvolvimento de Fármacos, Farmacologia, Imunologia, Indústria Farmacêutica, Toxicologia, Vacinas, Vigilância Sanitária, Virologia

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Resumo

Em um estudo multi-institucional que reuniu mais de 40 pesquisadores, foram abordados os potenciais efeitos dos avanços recentes em Inteligência Artificial (IA) sobre as respostas a questões epidemiológicas importantes nos casos de doenças infecciosas, considerando o contexto social e incluindo questões como explicabilidade, segurança, responsabilidade e ética.

Os pesquisadores também alertaram sobre algumas limitações das aplicações de IA neste cenário, fornecendo recomendações sobre como a epidemiologia de doenças infecciosas pode aproveitar de forma mais eficaz os desenvolvimentos atuais e futuros em IA.

Foco do Estudo

Analisar o papel e a importância da aplicação da IA nas pesquisas sobre doenças infecciosas e na tomada de decisões em casos de futuras pandemias.

Por que é importante?

As pesquisas em doenças infecciosas, que afetam as respostas a um possível cenário pandêmico, são complexas e tratam de dados de variadas fontes, dependentes de diferentes tecnologias.

Para auxiliar na evolução do entendimento sobre as doenças e também na tomada de decisões que podem ter grande impacto sobre a saúde pública, a Inteligência Artificial surge como um novo recurso que pode agregar conhecimentos diversos e sugerir soluções.

Porém, a aplicação responsável da IA depende de avanços que devem ser tomados no sentido de evoluir modelos, melhorar a transparência e tornar os dados de treinamento mais inclusivos, o que pode depender de um trabalho conjunto de governos, sociedade, indústria e academia.

Estudo

Um novo estudo publicado na revista científica Nature descreveu pela primeira vez como os avanços na Inteligência Artificial (IA) podem impactar as pesquisas sobre doenças infecciosas e respostas a futuros surtos e pandemias.

O estudo, publicado em meio ao debate global sobre investimento e regulamentação da IA, coloca ênfase particular na segurança, responsabilidade e ética na implantação e uso da IA em pesquisa de doenças infecciosas.

Destacando a necessidade de um ambiente colaborativo e transparente – tanto em termos de conjuntos de dados quanto de modelos de IA – o estudo é uma parceria entre cientistas da Universidade de Oxford, no Reino Unido, e colegas da academia, indústria e organizações políticas na África, América, Ásia, Austrália e Europa.

Até agora, as aplicações médicas da IA têm se concentrado predominantemente no atendimento individual ao paciente, aprimorando, por exemplo, diagnósticos clínicos, medicina de precisão ou apoiando decisões de tratamento clínico.

Em outra linha de aplicação da IA, o estudo considerou o potencial impacto do uso da IA sobre a saúde populacional, com a modelagem de doenças infecciosas por sistemas de IA que combinam aprendizado de máquina, estatística computacional, recuperação de informações e ciência de dados.

Nos próximos cinco anos, a IA tem o potencial de transformar a preparação para pandemias

Dr. Moritz Kraemer, professor do Instituto de Ciências Pandêmicas da Universidade de Oxford

Resultados

Os pesquisadores concluíram que os avanços recentes em metodologias de IA têm proporcionado um desempenho cada vez melhor, mesmo com dados limitados – um dos grandes desafios até o momento.

“[A IA] nos ajudará a antecipar melhor onde os surtos começarão e prever sua trajetória, usando terabytes de dados climáticos e socioeconômicos coletados rotineiramente. Também pode ajudar a prever o impacto de surtos de doenças em pacientes individuais, estudando as interações entre o sistema imunológico e patógenos emergentes”, destacou o Dr. Moritz Kraemer, professor do Instituto de Ciências Pandêmicas da Universidade de Oxford.

“Se integrados aos sistemas de resposta à pandemia dos países, esses avanços terão o potencial de salvar vidas e garantir que o mundo esteja melhor preparado para futuras ameaças de pandemias”, continuou o professor.

Os pesquisadores destacaram as oportunidades que devem surgir com a aplicação da IA na preparação para pandemias :

  • Melhoria dos modelos atuais de disseminação de doenças;
  • Progresso na identificação de áreas de alto potencial de transmissão, ajudando a garantir que recursos limitados de saúde possam ser alocados de maneira mais eficiente;
  • Melhoria dos dados genéticos na vigilância de doenças, acelerando, em última análise, o desenvolvimento de vacinas e a identificação de novas variantes;
  • Ajuda na determinação das propriedades de novos patógenos, prevendo suas características e identificando se saltos entre espécies são prováveis;
  • Previsão da possibilidade de que novas variantes de patógenos já circulantes – como SARS-CoV-2 e vírus influenza – possam surgir, e quais tratamentos e vacinas seriam melhores para reduzir seu impacto.
  • Integração de dados de nível populacional com dados de fontes de nível individual – incluindo tecnologias vestíveis, como frequência cardíaca e contagem de passos – para melhor detectar e monitorar surtos;
  • Criação de nova interface entre a ciência altamente técnica e os profissionais de saúde com treinamento limitado, melhorando a capacidade em ambientes que mais precisam dessas ferramentas.

Por outro lado, os pesquisadores destacaram que nem todas as áreas de preparação e resposta a novas pandemias serão igualmente impactadas pelos avanços na IA. Por exemplo, enquanto os modelos de proteínas prometem acelerar a compreensão de como as mutações de vírus podem impactar a disseminação e a gravidade das doenças, os avanços nos modelos fundamentais podem fornecer apenas melhorias modestas em relação às abordagens existentes para modelar a velocidade com que um patógeno pode se espalhar.

Os cientistas pedem cautela ao sugerir que a IA sozinha resolverá os desafios das doenças infecciosas, mas que a integração do feedback humano nos fluxos de trabalho de modelagem de IA pode ajudar a superar as limitações existentes.

Os autores estão particularmente preocupados com a qualidade e representatividade dos dados de treinamento, a acessibilidade limitada dos modelos de IA para a comunidade em geral e os riscos potenciais associados à implantação de modelos tipo caixa-preta para tomada de decisões.

“Surtos de doenças infecciosas continuam sendo uma ameaça constante, mas a IA oferece aos formuladores de políticas um novo e poderoso conjunto de ferramentas para orientar decisões informadas sobre quando e como intervir”, explicou o Dr. Samir Bhatt, pesquisador da Universidade de Copenhague e do Imperial College de Londres e autor principal do estudo.

Devido à complexidade tanto da aplicação da IA quanto dos cenários pandêmicos, os pesquisadores sugerem que governos, sociedade, indústria e academia trabalhem em conjunto para o desenvolvimento sustentável e prático de modelos para melhorar a saúde humana.

Embora a IA tenha um potencial transformador notável para mitigação de pandemias, ela depende de ampla colaboração mundial e de entradas de dados de vigilância abrangentes e contínuas

Dr. Eric Topol, fundador e diretor do Scripps Research Translational Institute e coautor do estudo

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Autores/Pesquisadores Citados

Dr. Moritz Kraemer

Professor do Instituto de Ciências Pandêmicas da Universidade de Oxford

Dr. Samir Bhatt

Professor de Aprendizado de Máquina e Saúde Pública na Universidade de Copenhagen e professor de Estatística e Saúde Pública no Imperial College de Londres

Dr. Eric Topol

Fundador e diretor do Scripps Research Translational Institute

Instituições Citadas

Publicação

Acesse o artigo científico completo (em inglês).

Acesse a revista científica Nature (em inglês).

Mais Informações

Acesse a notícia original completa na página da Universidade de Oxford (em inglês).

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