7 магистрантов закончили совместную магистратуру МФТИ и Napoleon IT по направлению «Индустриальная биоинформатика: анализ медицинских данных»

Два года назад МФТИ и Napoleon IT создали уникальную магистратуру «Индустриальная биоинформатика». Биоинформатика — это математическая биология. Ученые из этой сферы применяют математические методы к анализу биологических данных. В отличие от биоинженеров, биоинформатики преимущественно работают с расчетами и не проводят экспериментов с реальными биологическими объектами. В учебной программе использовались шесть блоков биологических дисциплин: современные генетические технологии, Machine Learning в биологии и медицине, клеточная биология, основы биохимии, молекулярной биологии и иммунологии, основы молекулярной филогенетики, медицинские биотехнологии. Студенты учились обрабатывать и анализировать большие объёмы информации о биологических объектах, разбирались в методах молекулярной диагностики и узнали, как выбираются новые мишени для лекарственных препаратов.

На базе магистратуры в 2020 году была создана лаборатория «Анализа данных и компьютерного зрения в биологии и медицине» для участия в коммерческих проектах и научно-исследовательской деятельности. Основная прикладная и научная деятельность направлены на поиски персонифицированного лечения наследственных генетических заболеваний в рамках проекта по созданию системы LEVIT – основного биоинформатического проекта Napoleon IT. Это система анализа данных с помощью алгоритмов машинного обучения для точной диагностики и индивидуального поиска лечения генетических заболеваний. Система может проводить анализ данных по научным статьям с помощью искусственного интеллекта. Это позволяет быстро и точно консультировать пациентов в автоматическом режиме.

Во время обучения студенты участвовали во многих интересных проектах и соревнованиях. Например, в Цифровом Прорыве искали аномальные участки на диаграмме RR-интервалов. Одним из самых знаковых проектов стал UNONA – детектор ковидных аномалий в ритме сердца. Группой ученых ННГУ им. Лобачевского под руководством Полевой С.А. были обнаружены признаки критических изменений в организме, связанных с COVID-19, на основе результатов мобильной телеметрии ритма сердца. По их данным более 70% смертельных исходов при заболевании COVID-19 связано с острой сердечной недостаточностью и тромбозами. Существующие клинические методы диагностики не позволяют определять предикторы этих проблем, чтобы вовремя выявить и предотвратить летальный исход. Но искусственный интеллект при наличии обширной исходной базы данных вполне способен провести анализ и обнаружить признаки болезни. Для решения такой задачи нужна была лишь опытная кросс-дисциплинарная команда, которая как раз сформировалась в МФТИ.

Особенным событием для студентов магистратуры стало участие в хакатоне GenHack, организатором которого выступал Центр геномных исследований мирового уровня – «Курчатовский геномный центр». В этом хакатоне участвовало 16 команд со всей России. Студенты от Napoleon IT и МФТИ взяли первое место. В качестве победителей молодые ученые получили возможность выполнения проектов в области геномной биоинформатики в Курчатовском геномном центре. Также магистранты принимали участие в международном соревновании по синтетической биологии IGEM, в котором развивали проект по длинным некодирующим РНК. Многим студентам запомнилось участие в хакатоне на тему поиска таргетов микроРНК. Победившая команда развивала этот проект и участвовала с ним в «Архипелаге» – акселераторе ИИ-проектов.

«Это одна из первых индустриальных магистратур нашей Физтех-школы, и мы особенно гордимся этим выпуском. Мы запустили её как раз в начале первой волны ковидных ограничений, поэтому сразу столкнулись со многими вызовами в разных форматах обучения. Это было интересное время, когда приходилось искать рабочие решения в сложных ситуациях. Сейчас, когда у магистратуры уже появились первые выпускники, мы поздравляем всех студентов и преподавателей с этим торжественным моментом», — прокомментировал Денис Кузьмин, директор физтех-школы биологической и медицинской физики (ФБМФ).

Своими впечатлениями после обучения в магистратуре с нами поделился выпускник Иван Тараскин: «Это было самое сложное обучение в моей жизни. У меня не было математического и биологического бэкграунда в отличие от других ребят, но, окончив магистратуру, я могу сказать одно – оно того стоило. Первый год обучения запомнился интенсивной программой – было весело и очень интересно. Второй год – глубокое погружение в предмет и работу над магистерской диссертацией. Преподаватели уделяли внимание каждому студенту, делились большим объёмом полезной информации. Такой персональный подход в обучении – отличительная черта магистратуры Napoleon IT и МФТИ».

«Судя по проектам и специалистам, которые были выпущены из магистратуры, можно подтвердить высочайший уровень института, как центра подготовки передовых кадров в стране. Мы гордимся результатами студентов, которые стали основой одного из наших проектов в сфере медицины. Благодаря совместными усилиями Napoleon IT и МФТИ с помощью компьютерного зрения нам удалось создать инновационный продукт Napoleon Health, состоящий из предобученной модели распознавания рентгеновских снимков легких и удобного веб-сервиса для выявления патологий легких, решает проблему большой нагрузки на врачей-рентгенологов и отсутствия экспертизы в диагностике заболеваний легких. Сервис пилотировался в нескольких медцентрах Челябинской области», — прокомментировал Руслан Ахтямов, директор по стратегии и сооснователь Napoleon IT.

На стыке биологии, медицины и ИТ будет строиться дальнейшее развитие всей системы здравоохранения в мире. С помощью биоинформатики уже сейчас ученые находят новые лекарства, создают 3D-модели белков, чтобы изучить их взаимодействие друг с другом, предсказывают развитие заболеваний и находят предрасположенность к различным болезням у конкретного человека, даже если он пока не испытывает никаких симптомов. С помощью машинного обучения и анализа больших объемов данных можно изучать влияние различных факторов на рост сельскохозяйственных растений и животных, в конечном счете повышая прибыльность фермерских хозяйств.

Но всё это невозможно без наличия специалистов, способных решать сложные задачи на стыке разных отраслей. Магистерская программа Napoleon IT и МФТИ дала возможность студентам за два года обучения получить необходимые знания, чтобы быть первым в своей области и получить высокооплачиваемую работу с большими перспективами.