تجربة مُتحكم بها تُظهِر كيف يُمكن للنماذج المفتوحة تجاوز تصفية تسلسل الحمض النووي - مما يؤدي إلى تحديث برامج التصفية على مستوى الصناعة؛ الهدف: إحباط الإرهاب البيولوجي قبل أن يبدأ
أعلنت مايكروسوفت مؤخرًا أنها استخدمت الذكاء الاصطناعي لتطوير 75,000 نسخة جديدة من السموم - وهي بروتينات تضر الجسم. إذا كان هذا يخيفك، فاعلم أن مايكروسوفت تدّعي أن هذا تطور إيجابي. وأنا أتفق معها. ولكن لفهم السبب، وكيف يمكن لهذا الابتكار أن ينقذنا من هجوم إرهابي ضخم من صنع الإنسان، علينا التعمق في التفاصيل. وربما حتى العودة إلى التاريخ قليلاً.
الهجوم البيولوجي على البيت الأبيض
في أواخر عام ٢٠٢٣، وصل إلى البيت الأبيض مظروفٌ استثنائي. استثنائيٌّ بمعنى أنه كان من الممكن أن يُودي بحياة عددٍ كبيرٍ من الناس. كان بداخل المظروف رسالةٌ قصيرةٌ مجهولة المصدر، وبجانبها أنبوب اختبارٍ صغير. وجّهت الرسالة إنذارًا نهائيًا إلى وزارة النقل الأمريكية، مُشيرةً إلى أنه إذا تدهورت ظروف عمل سائقي الشاحنات، فإن كاتبها "سيُحوّل العاصمة إلى مدينة أشباح".
هذه الأنواع من التهديدات ليست نادرة كما نظن، لكن الاختبار أظهر أن الكاتب قد يمتلك القدرة على تنفيذ التهديد. احتوت العبوة الصغيرة على مسحوق أبيض يُسمى الريسين: وهو بروتين سام يُستخرج من النباتات. غرام واحد من هذه المادة يكفي لقتل... حوالي أربعة آلاف شخصإذا وصل إلى جهازهم التنفسي. حتى الآن، لا يوجد ترياق أو علاج للسم، وحتى الناجين غالبًا ما يُتركون مع أضرار طويلة المدى لأعضائهم الداخلية.
من المفهوم سبب تعرض جهاز الخدمة السرية الأمريكي لضغوط شديدة بسبب الرسالة. كانت السلطات الصحية تستعد لحالات تسمم بالريسين في جميع أنحاء الولايات المتحدة، وتزايد الخوف مع اقتراب يوم القيامة - موعد سريان قوانين المرور الجديدة - دون تحديد هوية مُرسِل الرسالة أو إلقاء القبض عليه بعد.
في الرابع من يناير 2024، لقد تمت الموافقة على القوانين الجديدة.حبس المسؤولون الحكوميون أنفاسهم - حرفيًا، لأن الريسين شديد السمية عند استنشاقه - ولكن لم تحدث أي حالات تسمم جماعي بالريسين ذلك العام. لم تتحول واشنطن العاصمة إلى مدينة أشباح، على الأقل حتى كتابة هذه السطور.
لكن الأجهزة الأمنية تعلم أن الأمر مجرد مسألة وقت.
الحقيقة المُرّة هي أننا مُحاطون بمخلوقات قادرة على إنتاج السموم: من البكتيريا إلى النباتات. في الواقع، يُنتَج بروتين الريسين في بذور نبات الخروع، المنتشر في جميع أنحاء العالم. وأن إحدى نواتها قادرة على قتل طفل.يستطيع مهندس وراثي ماهر، بسهولة نسبية، إدخال التسلسل الجيني الذي يُشفّر إنتاج الريسين في نباتات أخرى، أو ربما حتى في البكتيريا، وإنتاج حاويات كاملة من الريسين لأي غرض. ولو كان طموحًا أكثر، لتمكن من التوسع في مجال السموم الأخرى من عالم الحيوان.
مُخيف؟ بالتأكيد. لكن المسؤولين عن أمننا ليسوا عديمي الكفاءة، في معظم الأحيان. لقد أدركت الحكومات حجم التهديد منذ تسعينيات القرن الماضي، وتحركت للحد منه.
ماذا فعلوا؟ وضعوا أنفسهم مكان مهندس وراثي قاتل عادي، وأدركوا أنه سيحاول طلب تسلسلات الحمض النووي من الشركات التي تنتجها. أي تسلسلات؟ بالطبع - تلك التي، عند دمجها في النباتات، ستؤدي إلى إنتاج الريسين بكميات كبيرة.
لحسن الحظ، ولأن بنية الريسين مميزة ودقيقة للغاية، يُمكن تحديد تسلسلات الحمض النووي ذات الصلة بسهولة. ولذلك، تقوم كل شركة تُنتج الحمض النووي حاليًا بفحص التسلسلات المطلوبة منها تلقائيًا لضمان عدم استخدامها لإنتاج الريسين، أو العديد من السموم وعوامل الخطر الأخرى.
ثم دخل الذكاء الاصطناعي إلى مجال الأعمال.
محرك البروتين
تتكون البروتينات من سلاسل من الأحماض الأمينية. إذا لم تكن هذه الكلمات مألوفة لك، فتخيل كل بروتين كما لو كان مصنوعًا من خيط من الخرز. بعض الخرزات مغناطيسية، فتتجاذب، والبعض الآخر يتنافر. بعضها لا يستقر إلا على بضع خرزات أخرى. بعض الخرزات قوية ومستقرة، قادرة على تحمل شد العديد منها، وبعضها الآخر ضعيف يتفتت تحت الضغط. بعض البروتينات تتكون من بضع عشرات فقط من هذه الخرزات، بينما تتكون أخرى من سلاسل من عشرات الآلاف من الخرزات.
عندما تُؤخذ هذه السلسلة وتُوضع في خلية، يحدث شيءٌ عجيب: تجذب الخرزات بعضها بعضًا، وتتصل وتنفصل، ثم تُعيد الاتصال. في وقتٍ قصير، تتجعد السلسلة وتنثني على نفسها، مُشكّلةً بنيةً ثلاثية الأبعاد. هذا هو البروتين النهائي - آلةٌ صغيرة - قادرةٌ الآن على أداء مهام داخل الخلية.
يتكون بروتين الريسين من 529 حبة من هذا النوع. يجب أن تكون كل حبة في مكانها الصحيح في السلسلة حتى تطوى بشكل صحيح، مما ينتج عنه البروتين السام النهائي.
ولكن ماذا لو قمنا باستبدال أحد الخرز في السلسلة الأصلية؟
لو طُرح هذا السؤال قبل خمس سنوات، لربما كان ردّ المجتمع العلميّ هو تجاهلٌ جماعيّ. كان من الصعب جدًّا - وفي كثير من الأحيان مُستحيلًا - فهم كيفيّة تأثير تغيُّرات سلسلة الخرز على البنية النهائيّة للبروتين.
ثم جاء دور الذكاء الاصطناعي.
في سنة 2021 تم عرض محرك الذكاء الاصطناعي AlphaFold-2وُصف بأنه "ثوري"، وهو أمرٌ مُحق. وقد فاز مُبتكروه، بالمناسبة، بجائزة نوبل في الكيمياء عام ٢٠٢٤. وهذا مُجدٍ أيضًا. لقد مكّن هذا المُحرك العلماء حول العالم من فهم كيف يُمكن للتغيرات في سلاسل الخرز أن تُنتج بروتينات جديدة. بمعنى آخر، كيفية بناء آلات دقيقة يُمكنها التأثير على الخلايا من الداخل.
عندما تم عرض AlphaFold لأول مرة، كتبت عن هذا المحرك الجديد وكيف سيغير العالملقد تنبأت بأن ذلك سوف يسمح للعلماء بتطوير أدوية جديدة بسهولة وكفاءة، وفي الوقت نفسه حذرت من أنه سوف يوفر للإرهابيين أيضاً الأدوات اللازمة لتطوير مواد ضارة جديدة.
يدرك باحثو مايكروسوفت أيضًا هذه المخاطر، وقد قرروا مؤخرًا اختبار مدى استعداد المجتمع البشري لها. كيف؟ ببساطة: استخدموا الذكاء الاصطناعي لإنتاج آلاف الأنواع المختلفة من الريسين - كل منها بتغيير طفيف في سلسلة خرز البروتين، ولكنه من النوع الذي يُفترض أن يُبقي البنية العامة للبروتين كما كانت عليه في الأصل. ثم حددوا تسلسلات الحمض النووي التي يجب طلبها من الشركات لإنتاج هذه البروتينات الجديدة، واختبروا ما إذا كانت الشركات ستمنعهم من طلب تسلسلات الحمض النووي الخطيرة.
الجواب؟ لسنا مستعدين إطلاقًا. حظرت الشركات بيع تسلسلات الحمض النووي الدقيقة التي تُؤدي إلى إنتاج الريسين ببنيته الأصلية. لم تتمكن من التعامل مع التسلسلات المُرتجلة، التي كانت ستُنتج الريسين المُرتجل.
لكن الأمر لا يقتصر على مشكلة الريسين فحسب. فقد درس باحثو مايكروسوفت 71 سمًا آخر، وأنتجوا 75,000 نوعًا مختلفًا منها. واستخدموا محركات ذكاء اصطناعي مفتوحة المصدر للقيام بهذه المهمة، وهي من النوع الذي يستطيع أي إرهابي هاوٍ تشغيله بنفسه. ومرة أخرى، أدركوا أن الشركات التي يُفترض أن تحمينا من تسلسلات الحمض النووي التي تُنتج هذه الأنواع المختلفة، ببساطة، لا تستطيع القيام بذلك.
الجانب الإيجابي هو أن الباحثين نبهوا الشركات المعنية والحكومة إلى هذا الاختراق.
لقد تواصلنا مع الجهات المعنية بشأن هذه الثغرة الأمنية المحتملة... بما في ذلك جهات الاتصال المعنية بالسياسات في وزارة العلوم والتكنولوجيا، والمعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا، ووزارة الأمن الداخلي، ومكتب التأهب والاستجابة للأوبئة في الولايات المتحدة. لقد كتبوا"لقد تم الحفاظ على سرية التفاصيل حتى يتم إجراء بحث أكثر شمولاً ... لتطوير وتنفيذ تحديثات البرامج."
أصبح البرنامج المُحدّث قادرًا الآن على اكتشاف معظم تسلسلات الحمض النووي التي ستؤدي إلى إنتاج السموم الجديدة. لا يزال البرنامج غير قادر على معالجة حوالي ثلاثة بالمائة من جميع التسلسلات الجديدة بشكل جيد، ولكن هذا ربما يكفي لوضع عقبة كبيرة في طريق أي إرهابي بيولوجي مبتدئ. من المرجح أنه إذا حاول ذلك الإرهابي البيولوجي طلب عشرات الأنواع المختلفة من البروتينات السامة، ورُفض طلبه مرارًا وتكرارًا، فستُحذره أنظمة الكمبيوتر من "أمر غريب يحدث هنا"، وتُرسل فريقًا من عملاء مكتب التحقيقات الفيدرالي إلى منزله. على الأقل، هذا ما نأمله.
نقطة مهمة أخرى هي أن باحثي مايكروسوفت لم يُنتجوا في الواقع 75,000 "سمّ"، بل "مواد شبيهة بالسموم". أي نسخ مُختلفة تُشبه السموم، وبعضها على الأرجح بنفس ضرر السموم الأصلية، لكن بعضها الآخر ليس ضارًا على الإطلاق. لم يُختبر كل هذه السموم، التي تُقدر بعشرات الآلاف، في المختبر، لذا يصعب الجزم مسبقًا بأيها أكثر أو أقل ضررًا. مع ذلك، يُرجّح أن العديد من هذه السموم الجديدة خطيرة بالفعل، بل أكثر خطورة من البروتينات الأصلية. هذا يعني أنه حتى لو تمكن الإرهابيون البيولوجيون من طلب الحمض النووي اللازم، فسيتعين عليهم تجربة النسخ المختلفة لتحديد أيها ناجح بما يكفي لشن هجومهم الفائق.
هل يُريحك هذا الكلام؟ ربما قليلاً. لكن من الواضح أن الخطر لا يزال قائماً. هكذا هو الوضع.
סיכום
في رأيي، تُظهر أبحاث مايكروسوفت إمكانية استخدام الذكاء الاصطناعي كأداة إيجابية: لتحديد مواطن ضعف دفاعاتنا بعد، وتعزيزها مسبقًا. لن أُجمّل الوضع كثيرًا. سيكون هناك سباق تسلح هنا، حيث يتعلم الإرهابيون استخدام هذه الأدوات لتصميم تهديدات أكثر ضررًا. لكن وكالات الاستخبارات والحكومات ليست غبية تمامًا أيضًا، ويمكننا أن نؤكد أنها تُدرك هذه المخاطر، وتعمل على منع الإرهابيين البيولوجيين من إحداث جائحة عالمية جديدة، أو تحويل واشنطن أو تل أبيب إلى مدينة أشباح.
من سيفوز في سباق التسلح الجديد؟ من يمتلك أقوى ذكاء اصطناعي وأكثرها إبداعًا، ويعرف كيف يستخدمه على نحو أفضل. وهذا سبب وجيه آخر يدفع القوى العظمى حاليًا للتنافس فيما بينها لتطوير قدراتها في مجال الذكاء الاصطناعي.
والآن كل ما تبقى هو الأمل في أن ينتصر الرجال الطيبون.
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
