Intelligence artificielle : une IA est maintenant capable de créer des génomes humains

L'intelligence artificielle est un peu partout dans notre quotidien actuellement. Vous n'êtes sans doute pas passés à côté, en effet, des différentes intelligences artificielles populaires du moment, qui sont capables de transformer votre visage en celui de personnage de dessin animé, ou en personnages de Disney. L'intelligence artificielle est aussi un véritable atout pour la science, et l'une d'entre elle est d'ailleurs capable, aujourd'hui, de créer des génomes humains artificiels. 

Créer des visages qui n'existent pas

En cliquant sur le lien que voici, vous tomberez directement sur le site Thispersondoesnotexist (littéralement : "Cette personne n'existe pas"), qui vous donnera une image de quelqu'un qui n'existe pas en réalité.

L'intelligence artificielle qui se cache derrière ce site génère en effet des visages aléatoires, mais très réalistes. L'algorithme qui se cache derrière chaque image se compose de deux parties logicielles. La première s'occupera de mélanger les traits d'un nombre très important de visages, en combinant de très nombreuses photographies existantes, et la deuxième partie sera chargée d'examiner chaque création pour valider l'image qui s'approche le plus possible de la réalité. Et tout cela se fait quasiment instantanément ! Vous pouvez répéter l'exercice à l'infini, et vous obtiendrez des images comme celle visible ci-dessus, ou encore celle-ci :

Perturbant, non ? Cette personne n'existe pas en effet, comme toutes celles que vous verrez sur ce site. L'exercice dérange certains utilisateurs, mais il n'est rien, pourtant, en comparaison de ce que la science peut accomplir actuellement. 

Un algorithme qui génère des génomes humains

Nous apprenions, le 4 février 2021, grâce à la revue PLOS Genetics, qu'une équipe de chercheurs est parvenue à créer des génomes humains artificiels. Tout comme pour le visage que nous avons découvert ci-dessus, le génome qui a été créé n'existe pas dans la réalité. On peut même dire qu'il pourrait appartenir à un humain du futur, ou à un humain qu'on aurait imaginé.

Il s'agit-là d'une petite prouesse, quand on pense que le génome est une véritable encyclopédie à lui tout seul, dont les chromosomes seraient les tomes (2x23 chez l'Homme), et les gènes, les chapitres (entre 20 000 et 25 0000). Cette encyclopédie serait difficile à finir, puisqu'elle serait composé de 3,3 millions de caractères (et uniquement écrite avec les lettres ATCG). Il s'agissait donc pour les chercheurs d'un projet de construction géant, où 3,3 millions de pièces devaient être posées, et tenir ensemble sans risquer de s'effondrer

Le projet a pu voir le jour grâce à une équipe qui a formé une intelligence articielle pour "apprendre les distributions complexes de véritables ensembles de données génomiques". Là encore, pour parvenir à générer de nouveaux génomes, il fallait à l'intelligence artificielle une base de données conséquente, constituée de nombreux génomes humains. C'est grâce à toutes ces données qu'il lui est désormais possible de générer de nouveaux génomes articiels de grande qualité. 

De nouveaux génomes particulièrement réalistes

Comme pour le site ThisPersonDoesNotExist, il convient cependant de vérifier que ces génomes sont réalistes. En effet, plusieurs combinaisons sont envisageables, mais toutes ne sont pas forcément réalistes dans la nature.

Les généticiens en charge de l'expérience ont expliqué, dans leurs résultats publiés dans PLOS Genetics : 

Pour la majeure partie de leurs propriétés, ils ne sont pas distinguables des autres génomes des banques de données biologiques que nous avons utilisées pour entraîner notre algorithme, à l'exception d'un détail : ils n'appartiennent à aucun donneur.

Le système en effet, à force d'entraînement, est parvenu à reproduire les caractéristiques de vrais génomes, comme les fréquences des allèles.

Et concrètement, pour l'avenir ? 

Tout d'abord, on pourrait penser que l'exercice est maintenant rôdé, et que l'intelligence artificielle sait tout faire concernant le génome. Pourtant, tout est encore loin d'être parfait. Les allèles rares, par exemples, sont encore difficilement représentés par l'algorithme, et les limites de calculs empêchent les modèles de créer des génomes artificiels entiers. Nous devons donc, pour le moment, nous cantonner à des bribes de génomes artificiels.

Et quand bien même tout serait parfait dans un avenir proche, la question éthique demeure. Les auteurs de cette publication, et notamment Burak Yelmen, ont affirmé : 

Les bases de données génomiques existantes constituent une ressource inestimable pour la recherche biomédicale, mais elles ne sont pas accessibles au public, ou sont protégées par des procédures d'application longues et épuisantes en raison des préoccupations éthiques valables. (...) Les génomes artificiels peuvent nous aider à surmonter ce problème dans un cadre éthique.

En d'autres termes, ces génomes artificiels pourraient permettre d'élargir la base de données qui existe actuellement en reflétant une très large diversite génétique, ce qui pourrait faire avancer la recherche sur de nombreux plans, et notamment concernant notre évolution dans le passé, ou encore l'épidémiologie médicale. Il y a quelques années, quand ce type de projet avait été évoqué, les inquiétudes étaient grandes, concernant d'hypothétiques dérives. L'idée de créer, à terme (même si nous en sommes encore bien loin), des "supers-humains" étaient alors dans toutes les têtes. Comme le précisait Burak Yelmen, il sera nécessaire de continuer ces recherches dans le cadre éthique le plus strict, pour éviter toute dérive future, et continuer à faire progresser la science.