کدام مقالات علمی بیشترین نقش را در ثبت اختراعات داشتهاند؟
مجله نیچر فهرستی از پژوهشهایی که بیشتر از همه در پروندههای ثبت اختراع مورد استناد قرار گرفتهاند منتشر کرده و دلیل آن را توضیح داده است.
به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو؛ نیم قرن پیش، زیستشیمیدان ژرژ کوهلر و سزار میلشتاین انقلابی را در پزشکی آغاز کردند. مقاله آنها در سال 1975 توضیح میداد چگونه میتوان پادتنهای مونوکلونال را به صورت انبوه تولید کرد؛ پروتئینهایی که میتوان آنها را به گونهای طراحی کرد که تقریبا هر هدف پروتئینی را به طور اختصاصی شناسایی کرده و به آن متصل شوند. این پادتنها از آن زمان به یکی از ابزارهای اصلی پژوهشهای زیستی و پایهای برای تولید داروهای پرفروش در درمان سرطان، بیماریهای خودایمنی و بیماریهای عفونی تبدیل شدهاند. در پایان مقاله آمده بود: چنین کشتهایی میتوانند برای مصارف پزشکی و صنعتی ارزشمند باشند.
به نقل از نیچر، این پیشبینی کاملا درست از آب درآمد. میزان تاثیرگذاری مقاله کوهلر و میلشتاین در دانشگاه و صنعت را میتوان از تعداد استنادهای آن مشاهده کرد. این مقاله در بیش از 17 هزار مقاله علمی مورد استناد قرار گرفته و به این ترتیب در میان هزار مطالعه پراستناد جهان قرار دارد. اما نکته حتی چشمگیرتر این است که این مقاله با بیش از 13 هزار استناد در درخواستهای ثبت اختراع، پنجمین مقاله علمی پراستناد در میان پتنتها است. پتنتها اسنادی هستند که برای ثبت قانونی و حفاظت از اختراعات جدید و تجاری ثبت میشوند. استنادهای ثبت اختراع یکی از روشهای بررسی چگونگی انتقال پژوهشهای دانشگاهی به نوآوریهای تجاری است. بنابراین، نیچر برای به دست آوردن تصویری از پژوهشهایی که بیشترین تاثیر صنعتی را داشتهاند، مقالات علمی را که بیشترین استناد را در میان پتنتها دریافت کردهاند، بررسی کرده است. شاید انتظار داشته باشیم این فهرست شامل مجموعهای از پژوهشهای دارای اهمیت تجاری بالا باشد. مقاله کوهلر و میلشتاین نمونهای از همین موارد است: این دو دانشمند بخشی از جایزه نوبل فیزیولوژی یا پزشکی سال 1984 را دریافت کردند و آثار پژوهشگران دیگری که برنده نوبل شدهاند نیز در این فهرست دیده میشود.
با این حال، فهرست مطالعاتی که بیشترین استناد را در میان پتنتها دریافت کردهاند، نتایج شگفتآوری نیز دارد؛ زیرا فرآیند ثبت اختراع و قواعد مربوط به اینکه چه منابعی باید در آن ذکر شوند، پیچیدگیهای خاص خود را دارد. اگرچه اهمیت بسیاری از این مقالات کاملا روشن است، برخی از مطالعات موجود در فهرست به ندرت در مجلات علمی مورد استناد قرار میگیرند و حتی خود نویسندگانشان نیز نمیدانند چرا این مقالات در میان این تعداد از پتنت ذکر شدهاند.
ریچارد جفرسون، بنیانگذار و مدیر سابق پروژه لنز (The Lens)، میگوید: رابطه علت و معلولی در جریان دانش میان آثار علمی و پتنتها موضوع سادهای نیست. پروژه لنز یک پایگاه داده رایگان از پتنتها و آثار علمی است و یکی از منابع مورد استفاده نیچر در این تحلیل بوده است. این بررسی، اطلاعات مهمی درباره تاثیر دانشگاهها بر صنعت آشکار میکند؛ از جمله اینکه اکثریت مقالاتی که بیشترین استناد را در پتنتها دریافت کردهاند، حاصل پژوهشهای دارای بودجه عمومی هستند. این موضوع درباره پژوهش کوهلر و میلشتاین نیز صدق میکرد. این مطالعه با حمایت آزمایشگاه زیستشناسی مولکولی شورای تحقیقات پزشکی بریتانیا در کمبریج انجام شد؛ جایی که این دو پژوهشگر در آن فعالیت میکردند.
با این حال، نکتهای طعنهآمیز وجود دارد: اختراع آنها در بریتانیا ثبت نشد. آرتور لسک، زیستشیمیدان دانشگاه ایالتی پنسیلوانیا که در آن زمان در همان آزمایشگاه کار میکرد، میگوید میلشتاین زمان زیادی را صرف تلاش برای متقاعد کردن شورای تحقیقات پزشکی برای ثبت اختراع کرد و آنها نپذیرفتند. در نهایت، پژوهشگران آمریکایی بودند که این کار را ثبت اختراع کردند و حق امتیاز آن را دریافت کردند.
چرا پتنتها به مقالات علمی استناد میکنند؟
آدام جفی، اقتصاددان متخصص در نوآوری فناوری که از دانشگاه براندایس در والتهام ماساچوست بازنشسته شده است، توضیح میدهد که استناد به مقالات علمی در پتنتها کارکردی متفاوت از استناد در پژوهشهای دانشگاهی دارد.
برای دریافت پتنت، مخترع باید نشان دهد که اختراع او واقعا جدید است و با توجه به دانش و پژوهشهای موجود، چیزی «بدیهی» محسوب نمیشود. بنابراین، مخترع یا وکلا و متخصصان انتقال فناوری که درخواست ثبت اختراع را ثبت میکنند، از نظر قانونی موظفاند مطالعات و پتنتهایی را فهرست کنند که وضعیت فعلی دانش و فناوری را توضیح میدهند.
ممتحن پتنت که درباره اعطا یا رد پتنت تصمیم میگیرد، نیز میتواند منابع بیشتری به این فهرست اضافه کند. نتیجه این کار، فهرستی مرتب از منابع است که گاهی «صفحه اول پتنت» نامیده میشود و قرار است ردپایی از منابع دانش مرتبطی باشد که به اختراع منتهی شدهاند. اما همین مسئله باعث میشود مقالات مروری یا تفسیری خوب نوشته شده که خودشان آثار پیشگامانهای نیستند، در این فهرست بسیار دیده شوند. برای مثال، دومین اثر در فهرست مطالعاتی که بیشترین استناد را در صفحه اول پتنتها دریافت کردهاند، بر اساس دادههای لنز، یک مقاله مروری در سال 1977 است که پژوهشگران شرکت داروسازی چندملیتی فایزر درباره نحوه تبدیل داروها به شکل نمکی نوشتهاند. منظور از «تبدیل داروها به شکل نمکی» این است که ماده موثر دارو را با یک ماده شیمیایی دیگر ترکیب میکنند تا به شکل یک نمک شیمیایی دربیاید.
مقاله مروری (Review Article) مقالهای علمی است که در آن نویسنده معمولا نتایج پژوهشهای قبلی درباره یک موضوع مشخص را جمعآوری، بررسی و تحلیل میکند. تا ماه مارس، این مقاله بیش از 16 هزار استناد در پتنتها داشت، اما تنها چند صد بار در مقالات دانشگاهی مورد استناد قرار گرفته بود.
وضعیت از این هم گیجکنندهتر است. یک مقاله مروری در سال 1994 درباره پادتنها که توسط زیستشیمیدان به نام پیتر کولمن نوشته شده، تنها پنج استناد در مقالات علمی دارد، اما بر اساس دادههای لنز، رقم شگفتانگیز 4467 استناد در پتنتها را به خود اختصاص داده است. این مقاله در رتبه 30 فهرست پراستنادترین آثار قرار دارد.
کولمن که بازنشسته شده و آخرین محل فعالیتش مؤسسه تحقیقات پزشکی والتر و الیزا هال در ملبورن استرالیا بوده، میگوید: برای این آمار گیجکننده توضیح محکمی ندارم. این مقاله توضیح میدهد که تغییر یک اسیدآمینه در توالی پروتئینی یک پادتن میتواند آثار غیرقابلپیشبینی بر عملکرد آن داشته باشد.
کوین نونان، وکیل ثبت اختراع و شریک مؤسسه حقوقی MBHB در شیکاگو، معتقد است این نکته برای ممتحنان پتنت اهمیت دارد. در گذشته، متقاضیان میتوانستند علاوه بر پادتنهایی که در پتنت خود معرفی کرده بودند، برای بسیاری از گونههای تغییریافته همان ساختار نیز حمایت قانونی مطالبه کنند.
اما با مشخص شدن این موضوع که تغییرات کوچک میتوانند عملکرد پادتن را تغییر دهند، ممتحنان اکنون معمولا تنها حمایت قانونی محدودی را برای همان چیزی که دقیقا در پتنت افشا شده است، میپذیرند. تحلیل نیچر نشان میدهد مقاله کولمن به یکی از منابع مورد علاقه ممتحنان برای اضافه کردن به پتنتها تبدیل شده است. جفی هشدار میدهد که چنین ویژگیهایی باعث میشود استنباط درباره تاثیر تجاری مقالاتی که تعداد زیادی استناد در پتنتها دارند، خطرناک باشد. با این حال، تحلیلهای گسترده درباره مقالات مورد استناد در پتنتها میتوانند از میان این حجم از دادهها، الگوی معناداری استخراج کنند. برای مثال، جفی با همکاری تیم لنز، رتبهبندی برای سنجش تاثیر پژوهشهای دانشگاهی بر نوآوری ایجاد کرد که In4M نام دارد.
این گروه در مطالعهای در سال 2018 با استفاده از این رتبهبندی گزارش کرد که مؤسسه پژوهشی اسکریپس در لاجولا، کالیفرنیا، بیشترین تعداد استناد پتنت به ازای هر مقاله را، پس از در نظر گرفتن تفاوت میان رشتههای پژوهشی داشته است.
سلطه پادتنها
بیشتر مقالات علمی که بیشترین استناد را در پتنتها دریافت کردهاند، به علوم زیستی مربوط هستند. این موضوع تنها به دلیل بزرگی صنعت زیستفناوری نیست؛ بلکه به این دلیل نیز هست که برخی حوزهها ذاتا بیشتر از سایر رشتهها تمایل دارند در پتنتهای خود به مقالات پژوهشی استناد کنند.
در فهرست 100 اثر پراستناد، بیش از یک دوجین مقاله به روشهای تولید یا تغییر پادتنها مربوط میشوند؛ حوزهای که پس از پژوهش کوهلر و میلشتاین شکل گرفت. یکی از نویسندگان مشترک مقالهای در سال 1987 که در رتبه هفتم فهرست قرار دارد، میگوید: دستورالعملهای ارائه شده در این مقاله به دانشمندان کمک میکند توالی بخشهای کوچکی از یک پادتن را تغییر دهند تا پادتن بتواند با قدرت بیشتری به پروتئین هدف متصل شود. دههها زمان لازم بود تا موانع دیگر استفاده از پادتنها به عنوان دارو برطرف شود.
کوهلر و میلشتاین از سلولهای تولیدکننده پادتن در موشها استفاده کردند و مقالاتی که نخستین روشهای انسانیسازی پادتنها را معرفی کردند یعنی انتقال بخشی از پادتن موش که هدف پروتئینی را شناسایی میکند روی چارچوب یک پادتن انسانی در رتبههای نهم و یازدهم قرار دارند.
دو مقاله دیگر که نحوه ایجاد نسخه سادهتری از پادتن، موسوم به پادتن تکزنجیرهای را توضیح میدهند، به ترتیب در رتبههای دوازدهم و شانزدهم قرار گرفتهاند. همچنین دو مقاله در سال 1991 که نحوه غربالگری تعداد زیادی پادتن برای انتخاب مواردی را توضیح میدهند که بهترین اتصال را به یک هدف دارند، در رتبههای بیستم و بیستویکم قرار گرفتهاند.
این روش غربالگری که نمایش فاژی (Phage display) نام دارد، برای زیستشیمیدان گرگ وینتر که او نیز در آزمایشگاه زیستشناسی مولکولی شورای تحقیقات پزشکی بریتانیا فعالیت میکرد، بخشی از جایزه نوبل شیمی سال 2018 را به همراه داشت. او شرکتی را تاسیس کرد که دارویی تزریقی مبتنی بر پادتن که برای درمان بیماریهای التهابی استفاده میشود را توسعه داد و بیش از 200 میلیارد دلار فروش داشته است. وینتر یکی از نویسندگانی است که بیشترین حضور را در فهرست 100تایی لنز دارد و در 9 مقاله این فهرست نویسنده مشترک است.
پل کارت، زیستشیمیدان شرکت ژنتک Genentech در ساوتسانفرانسیسکو، میگوید امروزه بیش از 200 داروی تأییدشده، 400 هزار مقاله و 16 هزار پتنت بر پادتنها تکیه دارند. یکی از این داروها اختراع خود اوست. داروی ضدسرطانی که نخستین بار در سال 1992 در قالب یک مقاله علمی وارد مقالات پژوهشی شد؛ مقالهای که در رتبه 41 فهرست قرار دارد.
مقایسه توالیها در فهرست لنز، هشت مقاله نیز دیده میشوند که روشهایی برای مقایسه توالیهای دیانای یا پروتئینها را توصیف میکنند. این تحلیلها برای نشان دادن اینکه یک پروتئین یا قطعهای از دیانای یک کشف جدید است، همچنین برای ردیابی تاریخچه تکاملی آن و به دست آوردن سرنخهایی درباره عملکردش، اهمیت حیاتی دارند.
مقالهای که در سال 1990 نرمافزاری موسوم به BLAST برای مقایسه این توالیها معرفی کرد، پراستنادترین مقاله در صفحات اول پتنتها است و در میان پراستنادترین مقالات پژوهشی نیز قرار دارد. کاربران یک توالی را وارد میکنند و BLAST به سرعت توالیهای مشابه را از پایگاههای داده ژنتیکی پیدا و آنها را با توالی موردنظر مقایسه میکند. متخصص بیوانفورماتیک و یکی از نویسندگان مقاله، میگوید: این ابزار مثل گوگل برای دیانای و پروتئین است. دو مقاله دیگر درباره مقایسه توالیها، از جمله مقالهای که در سال 1997 نسخه بهروزشده BLAST را معرفی کرد، در رتبههای سوم و چهارم فهرست قرار دارند.
در ادامه، متن را با حفظ ترتیب مطالب و جملات اصلی و بدون افزودن اطلاعات جدید، به حدود 4000 تا 5000 کاراکتر خلاصه کردهام: در سال 1990، صنعت زیستفناوری هنوز جوان بود، اما در آستانه انفجار قرار داشت و شرکتها حتی ثبت اختراع ژنهای طبیعی را آغاز کرده بودند؛ اقدامی که بعدها توسط دیوان عالی آمریکا لغو شد. تا سال 2023، بازار جهانی داروهای مبتنی بر مولکولهای زیستی، از جمله پادتنها، به بیش از 400 میلیارد دلار رسیده بود.
با وجود تمام این تغییرات، BLAST همچنان ابزار مهمی برای شناسایی و بررسی دیانای و پروتئینها باقی مانده است. آلچول میگوید: بعد از بیش از 35 سال هنوز از آن استفاده میشود. از این بابت خوشحالم. علوم گیاهی و استنادهای «درونمتنی» صفحه اول پتنت تنها جایی نیست که مقالات علمی در آن مورد استناد قرار میگیرند. اشاره به آثار علمی در سراسر متن یک پتنت نیز پراکنده است؛ این موارد به استنادهای درونمتنی معروفاند. این استنادها معمولا توسط خود مخترعان اضافه میشوند؛ گاهی برای توضیح اینکه ایده آنها از کجا آمده است و گاهی نیز به عنوان بخشی از توضیحاتی که به یک فرد متخصص اجازه میدهد روشهای ثبتشده در پتنت را بازتولید کند.
اما این استنادها معمولا به جای قرار گرفتن در یک فهرست مرتب از منابع، درون جملات قرار میگیرند و گاهی نیز بهشکل رمزگونهای به آنها اشاره میشود. با این حال، در دهه گذشته پژوهشگران از الگوریتمهای یادگیری ماشینی برای استخراج بسیاری از این ارجاعات رمزگونه و مرتبط کردن آنها با مقالات استفاده کردهاند. یکی از این پروژهها توسط یک متخصص علوم رایانه در دانشگاه بوستون، انجام میشود. آنها دریافتند که کمی بیش از 30 درصد استنادهای علمی تنها در متن اصلی پتنت ظاهر میشوند؛ بنابراین اگر فقط منابع صفحه اول بررسی شوند، این استنادها از دست خواهند رفت. مقالهای در سال 2021 نشان داد که نادیده گرفتن استنادهای درونمتنی میتواند به کمتر برآورد کردن تاثیر قابل توجه تجاری علم دانشگاهی منجر شود. آنها برای نمونه به مطالعهای اشاره کردند که نشان داده بود 31 درصد از تمام کمکهزینههای موسسه ملی سلامت آمریکا نوعی تاثیر تجاری داشتهاند؛ این موضوع با بررسی تعداد مقالات علمی مرتبط با این کمکهزینهها که در پتنتها مورد استناد قرار گرفتهاند، اندازهگیری شده بود.
علم مواد تفاوت شدید میان استنادهای صفحه اول و استنادهای درونمتنی، بر گروه بزرگ دیگری از مقالات پراستناد در پتنتها نیز تاثیر میگذارد: حدود 50 مقاله مرتبط با فیزیک و علم مواد فناوریهای نمایشگر. این همان موادی هستند که در صفحه نمایش تلفنهای همراه و تلویزیونها به کار میروند.
برخی از این آثار درباره مواد نیمهرسانای اکسیدی شفاف هستند که در نمایشگرها یافت میشوند؛ از جمله اکسید روی. این مواد را میتوان برای ساخت ترانزیستورهای شفاف و رسانایی به کار برد که پیکسلهای نمایشگر لپتاپها و تلفنهای هوشمند را روشن و خاموش میکنند. اما مقالات پراستناد این حوزه الگوی عجیبی نشان میدهند. 90 درصد یا بیشتر استنادهای آنها در صفحات اول پتنتهایی ثبت شدهاند که توسط شرکت فناوری ژاپنی SEL ثبت شدهاند؛ شرکتی که نام رئیس آن، نیز اغلب در این پروندهها دیده میشود. سازمان جهانی مالکیت فکری میگوید رئیس این شرکت به نام یامازاکی با بیش از 20 هزار پتنت تا سال گذشته پرکارترین ثبتکننده اختراع در جهان است. دادههای لنز نیز بیش از 36 هزار درخواست ثبت اختراع را ثبت کردهاند که یامازاکی در آنها بهعنوان مخترع حضور دارد.
مقالات قرن بیستویکم بخش زیادی از آثاری که بیشترین استناد را در پتنتها دریافت کردهاند، پیش از آغاز قرن بیستویکم منتشر شدهاند. این موضوع قابل انتظار است؛ زیرا بر اساس دادهها، استنادهای صفحه اول پتنتها به طور میانگین به مقالات علمیای مربوط میشوند که حدود 14 سال قبلتر منتشر شدهاند. استنادهای درونمتنی نیز بطور متوسط 16 سال به عقب بازمیگردند. در فهرست Reliance on Science که استنادهای درونمتنی را نیز شامل میشود، تقریبا تمام مقالاتی که بیشترین اشاره را دریافت کردهاند، مربوط به قرن بیستم هستند. در فهرست لنز، این رقم کمی بیش از نیمی از مقالات است.
بخش عمده مقالات قرن بیستویکمی که بیشترین استناد را دریافت کردهاند، مطالعات مرتبط با علم مواد هستند که عمدتا در دهه 2000 منتشر شدهاند. اما در بررسی پراستنادترین آثار، مقالات مربوط به فناوری ویرایش ژن کریسپر نیز وارد فهرست میشوند.
وقتی نیچر تنها مقالات منتشرشده از دهه 2010 به بعد را که بیشترین استناد را در پتنتها دریافت کردهاند بررسی کرد، چند مقاله مرتبط با هوش مصنوعی نیز در فهرست ظاهر شدند. با این حال، در مجموع مطالعات مرتبط با هوش مصنوعی و نرمافزار به طور چشمگیری در این فهرستها کمرنگ هستند. بخشی از این مسئله به این دلیل است که صنعت هوش مصنوعی و نرمافزار، با وجود سرمایهگذاری صدها میلیارد دلاری روی محصولات خود، به اندازه علوم زیستی به پژوهشهای دانشگاهی متکی نیست. از سوی دیگر، شرکتهای این حوزه نیز نسبت به شرکتهای علوم زیستی پتنتهای کمتری ثبت میکنند. او میگوید در صنایع مبتنی بر علم که به پتنت متکی هستند، مانند زیستفناوری و پزشکی، بررسی اینکه کدام مقالات بیشترین استناد را در پتنتها دریافت کردهاند، شاخص نسبتا خوبی برای سنجش تاثیر تجاری پژوهش است.
اما این ایده در مورد تجاریسازی هوش مصنوعی چندان کارآمد نیست؛ به ویژه به این دلیل که شرکتهای هوش مصنوعی برای به دست آوردن سود حاصل از نوآوری، به اندازه گذشته به ثبت اختراع متکی نیستند. جفی میگوید: به نظر میرسد شرکتهای پیشرو در حوزه هوش مصنوعی اصلا زحمت ثبت پتنت را به خود نمیدهند.
در مجموع، استنادهای علمی در پتنتها میتوانند نشاندهنده تاثیر تجاری پژوهشهای دانشگاهی باشند، اما این تاثیر در حوزههای مختلف یکسان نیست. بررسی استنادهای درونمتنی تصویر کاملتری از نقش علم در نوآوری ارائه میدهد و نشان میدهد حوزههایی مانند علوم گیاهی و علم مواد سهم قابل توجهی دارند. با این حال، در حوزههایی مانند هوش مصنوعی و نرمافزار، پتنتها معیار کاملی برای سنجش تأثیر تجاری پژوهش به شمار نمیروند.