AI检测生物钟,精准医疗或成最大“受惠者”

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09-17 09:12 发布
[ 文章导读 ]
网络上有一份人尽皆知的人体排毒表,上面正儿八经地“规定”了人体各种脏器的工作时间,并且还说只要不睡觉它们就不工作。这份精确到小时的“民间科普”让很多人深信不疑,每当熬夜至深,往往惊觉此表,不禁心惊肉跳。
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网络上有一份人尽皆知的人体排毒表,上面正儿八经地“规定”了人体各种脏器的工作时间,并且还说只要不睡觉它们就不工作。这份精确到小时的“民间科普”让很多人深信不疑,每当熬夜至深,往往惊觉此表,不禁心惊肉跳。

当然也有人出来辟谣,说人体器官排毒根本就没这么精准,器官是时时刻刻在工作的。听到此话,那些十点钟准备洗洗睡了的人立刻又打起了精神,表示还可以面对手机再战俩小时……可实际上,虽然排毒表不一定靠谱,但其出发点是让人养成早睡的习惯。如果长期晚睡,人体的免疫系统就会遭到破坏,各种疾病也就会因此而被诱发出来。

但问题也来了:如果睡得晚起得也晚,保持足够的睡眠时间不就行了?

这样也是会伤身体的。其实无论是晚睡早起还是晚睡晚起,其都会有一个共同的坏处:造成人体生物钟的紊乱。

生物钟大家都是知道的,它相当于生物体内的无形时钟,是生命活动的内在规律。根据已知研究,生物钟在很大程度上与昼夜交替有密切的关系。而正由于此,人体的生物钟也会大致相同。因此,也就一定程度上催生了文章开头的那个不知真伪的排毒表。

虽然每个人的生物钟大致相同,但在一些细节之处却有着明显的差异,比如有人早上背书效果好,有人却在晚上的时候记忆力更强。那么,如果能够搞清楚每个人普遍意义之外的独特生物钟,或许会打开一扇对人体生物研究的新的大门。

而打开这扇大门的钥匙,有可能正是人工智能。

只要一管血,分分钟搞定生物钟

人工智能和生物钟看起来完全是风马牛不相及。如果非要找出两者的相似点的话,那大概就是人类对二者的认识都还没那么清楚吧……

对生物钟到底是如何产生的,不同的研究者给出了不同的答案。挪威卡弗里系统神经科学研究所的研究人员在今年8月份的一则报告中给出了自己的最新研究。他们通过记录大量的脑细胞,发现大脑深处有一个强烈的时间编码信号,也就是神经时钟。其会将我们的经验流程组织成一个有序的事件来排列然后运作。

按照这种说法,生物钟其实是由神经系统记录下来经常性事件,然后进行固定的结果。

与此同时,美国西北大学的科学家们则利用机器学习算法对人的血液进行测试,来识别出人体的生物钟。其通过开发出一种名为TimeSignatrue的算法,用来训练计算机测量血液中40种不同的基因的表达标志,从而来预测一天中的时间。整个过程只需要一到两个小时。

西北大学的这项研究表现出了至少两方面的意义。

第一,可以检测出个人的独特生物钟。如我们上文所说,每个人体内的生物钟是不一致的,而以前我们只能根据人的外在个人表现去进行推断。在这项技术的加持之下,人们可以从基因的层面具体而微地了解到自己的独特之处。这样利用科学手段得来的数据要远比观察来得精准得多。

第二,未来可能检测出每个组织器官也都有自己的生物钟。要说人体排毒表也并非全部都是胡说八道,其也是有一定的生物科学来源的。研究人员表示,每个组织和器官系统都受昼夜规律的支配。利用基因能够检测出个人的生物钟,那么通过其进一步探明人体器官的工作规律也将成为可能。

在人体的诸多秘密都逐渐被基因科学攻破的情况下,将人工智能这一最前沿的研究与其结合起来,释放出的能量也会是非常可观的。那么,二者联合做出的生物钟检测,又有哪些实际意义呢?

掌握了生物钟,精准医疗或成最大受惠者

生物钟对人类的影响可谓巨大,尤其是在健康领域。但对现代人而言,生物钟的意义其实是被低估了。在人们看来,提到生物钟,就意味着睡觉好不好;就像提到人工智能一般人就认为是机器人一样……

生物钟固然与睡眠密切相关,但其对人体的意义却远不止于此。当人体生物钟检测成为一件简单而又精准的事情,其或会在以下几个方面有重要的意义。

1. 打造个性化作息。既然大伙儿总担心睡觉的问题,那就从这个说起。现代社会,尤其是大城市工作压力太大,睡觉拉上窗帘吧,又担心会睡过头;不拉窗帘吧,过早的光线又可能会耽误睡觉。那么,通过对个人生物钟的把握,则可以跟家庭物联网设备连接起来,比如智能打光,差不多到点儿的时候缓慢地开启窗帘或利用灯光增加室内亮度,以自然醒来。

2. 智能给药。我们常常听到医生嘱咐某药物是饭前吃还是饭后吃,这个就是考虑药物吸收的问题。有些疾病对服药时间是有要求的。研究人员认为,该测试让其能够轻松地研究生物钟失调对心脏病、糖尿病、阿尔茨海默病等一系列疾病的影响,根据血液提供的生物钟指标,其可以对身体在什么样的时间能够最有效地吸收药物提供有益的指导。

3. 更精准的手术时间。如果我们能够知道各不同的身体器官的生物钟,那么,当其发生病变的时候,或许就可以选择最佳的手术时间。根据法国里尔大学研究团队成果,心脏手术的时间会与心血管死亡、急性心衰、心肌梗死等术后的并发症有密切联系,而且早上做手术产生这些病症的风险是下午的两倍。而造成这种情况的原因就是受到了昼夜节律基因的调节。

那么,通过对生物钟的掌握,我们也许会探明肝脏、肺、肾等脏器的最佳手术时间,从而将手术的风险降到最低,提高患者的术后生存质量。

由此可见,对生物钟的研究,其主要应用领域还是人的健康。当人们可以控制药物的剂量,又可以控制药物吸收的时间,医疗的精准度也就正在往更高的层次迈进。但这还不是终极的目标,有资料显示,人类基因组专家已经发现了DNA甲基化对人类衰老的决定性作用,并且,通过调整老鼠的DNA甲基化,他们成功地将老鼠的生物钟归零。

虽然此生物钟与本文讨论的生物钟有所差异,但通过对人体的各种健康性调节,延缓衰老甚至延长寿命都是可期的。看起来,围绕生物钟做文章,人类的长生不老之梦就快要实现了……

受试者数量、孤立研究、动态化:生物钟检测的问题

当然,前路固然令人欢欣鼓舞,现实却总是提醒你道阻且长。用人工智能来推算人体的生物钟固然是一件值得关注的研究成果,但从这项研究本身来说,其或许还有一些地方有待研究提升。

首先,增加受试者数量,以获取更为精准的生物钟数据。人体具有相同的生理结构,但又同时有着区别于他人的独特密码。而基因正是被认为决定“你”之所以是“你”的终极密码。因此,为了获取更精准的结果,应该适当增加受试者数量。进行过类似实验的辛辛那提医院的受试者有大概600人,这样的样本数量很难反应出不同国家、不同种族的生物钟密码。那么,丰富受试者的种族结构、增加受试者数量,应该成为进一步研究的计划。

其次,仅仅从基因的角度去理解或许不够,与大脑的结合可能是更完善的方法。如上文所说,有的研究者提到生物钟的形成很可能与大脑相关区域的记忆神经有关。比如刚出生的婴儿就不具有生物钟,而是在一两个月的时候逐渐形成。那么,抛开大脑记忆而单独从基因的角度去考虑问题可能会存在一定的局限,将两者结合起来或许是更为完善的方式。

最后,必须要明确一个问题:生物钟是否是固定不变的?一般认为,生物钟是一个动态的平衡系统,其会根据人的活动规律进行自我调整。比如很多人在进行跨国飞行的时候都会倒时差,简单来说,倒时差的过程就是一个调整生物钟的过程。那么问题就随之而来:我们这一次进行的生物钟测试,是否一定会与下一次做的测试结果一致?如果不一致,那么这种生物钟的变动是否存在一定的内在规律?

生物钟的动态性,也是有必要考虑进去的。

而这些问题的存在并不妨碍这种探索生物钟思路的优秀,人工智能也必然会伴随于整个研究的始末。最终对自己的生物钟,人们或许将了如指掌。以后早上醒来像量体温一样测一下自己的生物钟,然后根据其安排好一天的工作,想想都觉得未来感满满啊……

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