在我們的認知中,基因科學和人工智能都是技術中的“武林高手”。在一系列新聞通稿中,二者通常會與“長生不老”“返老還童”這樣的字眼搭邊,頗有一種笑傲江湖的感覺。
而細細去比較兩者——人工智能正處在關鍵時刻,多多少少已經(jīng)滲透進了人們的生活,但基因科學總是“只聞其聲,不見其人”,猶如高嶺之花,被封存在科學家的實驗室里,少有人接觸其核心技術。
廣闊天地,誰能大有作為?人工智能與基因科學短兵相接,是取得友好合作,還是一拼高下?在這場世紀矚目的“華山論劍”中,智能相對論行業(yè)分析師顏璇開了個腦洞。
從高嶺之花到花開遍野
目前,人工智能的產(chǎn)業(yè)圖譜已經(jīng)十分豐富了,金融、教育、醫(yī)療、公共安全等領域都可以看到AI的影子。從這一點來看,基因科學雖然是AI的前輩,“名震江湖”的速度卻沒有后輩來得快。
基因科學的應用通常集中在基因檢測?;驒z測有兩個應用場景,一個是健康檢查,比如預測癌癥等,不過這一般是富人追捧的高端體檢服務,讓它“一戰(zhàn)成名”的就是安吉麗娜·朱莉通過基因測序檢測出了自己罹患乳腺癌的風險;另一個則是商業(yè)化的“算命式”基因檢測,比如通過基因測試你的孩子有沒有唱歌天賦等,拳王鄒市明的兒子就做過這樣的測試。
但這也不代表人工智能略勝一籌。生命科學這一領域限于研究環(huán)境、技術條件等壁壘,在前幾年著實發(fā)展緩慢,但是在近些年,生命科學的高科技可能就要進入一個爆發(fā)期了。比如基因編輯,大家熟知的就有明星技術CRISPR/Cas9,在去年,Mitalipov領導的國際研究團隊就完成了美國第一例人類胚胎基因修飾的研究。
生命科學領域的想象力空間會非常大,當然,這類技術也會遇到和AI同樣的倫理道德的牽絆。如此來看,AI或者基因科學“單打獨斗”都會成為江湖中的一條好漢,但是,綜合二者的拿手好戲和一些缺陷,這兩位高手強強結合似乎更有看頭。特別是在二者都想攻下的醫(yī)療領域里,更是有大顯身手的機會。
1、疾病診斷上,AI與基因相輔相成
某個基因與疾病的相關性是根據(jù)統(tǒng)計學統(tǒng)計出來的。比如研究癌癥和人體基因的關系時,首先要統(tǒng)計大量癌癥患者的基因數(shù)據(jù),然后進行比對,再篩選出相似的基因,即選定可能致癌的基因。
但這樣的結果卻很容易被推翻,首先是因為統(tǒng)計數(shù)據(jù)是通過以往的累積數(shù)據(jù)統(tǒng)計的結果。而隨著癌癥統(tǒng)計樣本數(shù)量不斷增加,人們會發(fā)現(xiàn)更多的相似基因位點,患有癌癥的概率統(tǒng)計也就會相應地發(fā)生變化。
其次,人類患有某種疾病還與其它因素有關,比如肺癌的患病就和大氣污染有很強的關聯(lián)性。但是基因檢測是接觸不到患者的實際情況的。
也就是說,即使基因檢測獲得了大量數(shù)據(jù),對于疾病的指向性依舊是有限的。而面對這樣的情況,我們加入AI能夠深度學習ToC端數(shù)據(jù)庫的功能或許會有助益。
就拿最近美國斯坦福大學開發(fā)的AI預測死亡系統(tǒng)舉例,這個系統(tǒng)統(tǒng)計了12個月內(nèi)死亡患者的近200萬份醫(yī)療數(shù)據(jù),然后通過深度神經(jīng)網(wǎng)絡利用大數(shù)據(jù)計算每條信息的權重和強度,與現(xiàn)有的患者進行比對,就會生成這個患者在3—12個月內(nèi)死亡的概率分數(shù)。如此,也能最大限度地保證疾病診斷的正確率。
除此之外,AI可以通過ChatBot、場景識別等功能,對患者進行行動上的監(jiān)管,更有利于輔助基因的診斷。
2、制藥業(yè)的神助攻
英國倫敦大學學院的皮特.柯文尼教授稱:“通過病人的基因組序列,可以推斷出酶的形狀,構建準確的蛋白質三維結構,篩選匹配藥物,并將結果告訴主治醫(yī)生給出最優(yōu)處方。”
將基因測序技術和AI的計算能力相結合,或許能夠探索出制藥業(yè)的新路徑。以艾滋病的治療藥物舉例,科學家表示,目前他們建立的50多個模擬模型,就要配有5000個處理器的計算機不停的計算12-18個小時,還要對計算結果做大量的數(shù)據(jù)分析,才能給出藥物的排序。而在制藥這件事上,AI正在全面提升人類的效率。
3、個人健康管理終端
基因芯片一直是生命科學領域想要打造的“法寶”。而將其與AI結合起來,會在哪個方面實現(xiàn)突破呢?健康管理。
基因芯片可以快速、準確的鑒定一個人的生物信息。與AI只能圖像識別不同,智能終端+基因芯片或許可以打造出一個人類GIS智能設備,這個豐富的多維度的信息嵌合體可以用來解讀個人的健康情況、識別個人的身份信息等。相當于有了一張智能的、專屬的、可見的“基因身份證”。
這類設備還可以快速檢測污微生物或有機化合物對環(huán)境、人體、動植物的污染和危害。基因芯片經(jīng)過改進,能夠利用不同生物狀態(tài)表達不同的數(shù)字信息,基于基因芯片和基因算法,還可用于制造生物計算機。