利用AI掌握生物鐘，助力精準(zhǔn)醫(yī)療

網(wǎng)絡(luò)上有一份人盡皆知的人體排毒表，上面正兒八經(jīng)地“規(guī)定”了人體各種臟器的工作時(shí)間，并且還說只要不睡覺它們就不工作。這份精確到小時(shí)的“民間科普”讓很多人深信不疑，每當(dāng)熬夜至深，往往驚覺此表，不禁心驚肉跳。

當(dāng)然也有人出來辟謠，說人體器官排毒根本就沒這么精準(zhǔn)，器官是時(shí)時(shí)刻刻在工作的。聽到此話，那些十點(diǎn)鐘準(zhǔn)備洗洗睡了的人立刻又打起了精神，表示還可以面對(duì)手機(jī)再戰(zhàn)倆小時(shí)……可實(shí)際上，雖然排毒表不一定靠譜，但其出發(fā)點(diǎn)是讓人養(yǎng)成早睡的習(xí)慣。如果長(zhǎng)期晚睡，人體的免疫系統(tǒng)就會(huì)遭到破壞，各種疾病也就會(huì)因此而被誘發(fā)出來。

但問題也來了：如果睡得晚起得也晚，保持足夠的睡眠時(shí)間不就行了？

這樣也是會(huì)傷身體的。其實(shí)無論是晚睡早起還是晚睡晚起，其都會(huì)有一個(gè)共同的壞處：造成人體生物鐘的紊亂。

生物鐘大家都是知道的，它相當(dāng)于生物體內(nèi)的無形時(shí)鐘，是生命活動(dòng)的內(nèi)在規(guī)律。根據(jù)已知研究，生物鐘在很大程度上與晝夜交替有密切的關(guān)系。而正由于此，人體的生物鐘也會(huì)大致相同。因此，也就一定程度上催生了文章開頭的那個(gè)不知真?zhèn)蔚呐哦颈怼?/p>

雖然每個(gè)人的生物鐘大致相同，但在一些細(xì)節(jié)之處卻有著明顯的差異，比如有人早上背書效果好，有人卻在晚上的時(shí)候記憶力更強(qiáng)。那么，如果能夠搞清楚每個(gè)人普遍意義之外的獨(dú)特生物鐘，或許會(huì)打開一扇對(duì)人體生物研究的新的大門。

而打開這扇大門的鑰匙，有可能正是人工智能。

人工智能和生物鐘看起來完全是風(fēng)馬牛不相及。如果非要找出兩者的相似點(diǎn)的話，那大概就是人類對(duì)二者的認(rèn)識(shí)都還沒那么清楚吧……

對(duì)生物鐘到底是如何產(chǎn)生的，不同的研究者給出了不同的答案。挪威卡弗里系統(tǒng)神經(jīng)科學(xué)研究所的研究人員在今年8月份的一則報(bào)告中給出了自己的最新研究。他們通過記錄大量的腦細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)大腦深處有一個(gè)強(qiáng)烈的時(shí)間編碼信號(hào)，也就是神經(jīng)時(shí)鐘。其會(huì)將我們的經(jīng)驗(yàn)流程組織成一個(gè)有序的事件來排列然后運(yùn)作。

按照這種說法，生物鐘其實(shí)是由神經(jīng)系統(tǒng)記錄下來經(jīng)常性事件，然后進(jìn)行固定的結(jié)果。

與此同時(shí)，美國(guó)西北大學(xué)的科學(xué)家們則利用機(jī)器學(xué)習(xí)算法對(duì)人的血液進(jìn)行測(cè)試，來識(shí)別出人體的生物鐘。其通過開發(fā)出一種名為TimeSignatrue的算法，用來訓(xùn)練計(jì)算機(jī)測(cè)量血液中40種不同的基因的表達(dá)標(biāo)志，從而來預(yù)測(cè)一天中的時(shí)間。整個(gè)過程只需要一到兩個(gè)小時(shí)。

西北大學(xué)的這項(xiàng)研究表現(xiàn)出了至少兩方面的意義。

第一，可以檢測(cè)出個(gè)人的獨(dú)特生物鐘。如我們上文所說，每個(gè)人體內(nèi)的生物鐘是不一致的，而以前我們只能根據(jù)人的外在個(gè)人表現(xiàn)去進(jìn)行推斷。在這項(xiàng)技術(shù)的加持之下，人們可以從基因的層面具體而微地了解到自己的獨(dú)特之處。這樣利用科學(xué)手段得來的數(shù)據(jù)要遠(yuǎn)比觀察來得精準(zhǔn)得多。

第二，未來可能檢測(cè)出每個(gè)組織器官也都有自己的生物鐘。要說人體排毒表也并非全部都是胡說八道，其也是有一定的生物科學(xué)來源的。研究人員表示，每個(gè)組織和器官系統(tǒng)都受晝夜規(guī)律的支配。利用基因能夠檢測(cè)出個(gè)人的生物鐘，那么通過其進(jìn)一步探明人體器官的工作規(guī)律也將成為可能。

在人體的諸多秘密都逐漸被基因科學(xué)攻破的情況下，將人工智能這一最前沿的研究與其結(jié)合起來，釋放出的能量也會(huì)是非?？捎^的。那么，二者聯(lián)合做出的生物鐘檢測(cè)，又有哪些實(shí)際意義呢？

生物鐘對(duì)人類的影響可謂巨大，尤其是在健康領(lǐng)域。但對(duì)現(xiàn)代人而言，生物鐘的意義其實(shí)是被低估了。在人們看來，提到生物鐘，就意味著睡覺好不好；就像提到人工智能一般人就認(rèn)為是機(jī)器人一樣……

生物鐘固然與睡眠密切相關(guān)，但其對(duì)人體的意義卻遠(yuǎn)不止于此。當(dāng)人體生物鐘檢測(cè)成為一件簡(jiǎn)單而又精準(zhǔn)的事情，其或會(huì)在以下幾個(gè)方面有重要的意義。

1． 打造個(gè)性化作息。既然大伙兒總擔(dān)心睡覺的問題，那就從這個(gè)說起?，F(xiàn)代社會(huì)，尤其是大城市工作壓力太大，睡覺拉上窗簾吧，又擔(dān)心會(huì)睡過頭；不拉窗簾吧，過早的光線又可能會(huì)耽誤睡覺。那么，通過對(duì)個(gè)人生物鐘的把握，則可以跟家庭物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備連接起來，比如智能打光，差不多到點(diǎn)兒的時(shí)候緩慢地開啟窗簾或利用燈光增加室內(nèi)亮度，以自然醒來。

2． 智能給藥。我們常常聽到醫(yī)生囑咐某藥物是飯前吃還是飯后吃，這個(gè)就是考慮藥物吸收的問題。有些疾病對(duì)服藥時(shí)間是有要求的。研究人員認(rèn)為，該測(cè)試讓其能夠輕松地研究生物鐘失調(diào)對(duì)心臟病、糖尿病、阿爾茨海默病等一系列疾病的影響，根據(jù)血液提供的生物鐘指標(biāo)，其可以對(duì)身體在什么樣的時(shí)間能夠最有效地吸收藥物提供有益的指導(dǎo)。

3． 更精準(zhǔn)的手術(shù)時(shí)間。如果我們能夠知道各不同的身體器官的生物鐘，那么，當(dāng)其發(fā)生病變的時(shí)候，或許就可以選擇最佳的手術(shù)時(shí)間。根據(jù)法國(guó)里爾大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)成果，心臟手術(shù)的時(shí)間會(huì)與心血管死亡、急性心衰、心肌梗死等術(shù)后的并發(fā)癥有密切聯(lián)系，而且早上做手術(shù)產(chǎn)生這些病癥的風(fēng)險(xiǎn)是下午的兩倍。而造成這種情況的原因就是受到了晝夜節(jié)律基因的調(diào)節(jié)。

那么，通過對(duì)生物鐘的掌握，我們也許會(huì)探明肝臟、肺、腎等臟器的最佳手術(shù)時(shí)間，從而將手術(shù)的風(fēng)險(xiǎn)降到最低，提高患者的術(shù)后生存質(zhì)量。

由此可見，對(duì)生物鐘的研究，其主要應(yīng)用領(lǐng)域還是人的健康。當(dāng)人們可以控制藥物的劑量，又可以控制藥物吸收的時(shí)間，醫(yī)療的精準(zhǔn)度也就正在往更高的層次邁進(jìn)。但這還不是終極的目標(biāo)，有資料顯示，人類基因組專家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了DNA甲基化對(duì)人類衰老的決定性作用，并且，通過調(diào)整老鼠的DNA甲基化，他們成功地將老鼠的生物鐘歸零。

雖然此生物鐘與本文討論的生物鐘有所差異，但通過對(duì)人體的各種健康性調(diào)節(jié)，延緩衰老甚至延長(zhǎng)壽命都是可期的。看起來，圍繞生物鐘做文章，人類的長(zhǎng)生不老之夢(mèng)就快要實(shí)現(xiàn)了……

當(dāng)然，前路固然令人歡欣鼓舞，現(xiàn)實(shí)卻總是提醒你道阻且長(zhǎng)。用人工智能來推算人體的生物鐘固然是一件值得關(guān)注的研究成果，但從這項(xiàng)研究本身來說，其或許還有一些地方有待研究提升。

首先，增加受試者數(shù)量，以獲取更為精準(zhǔn)的生物鐘數(shù)據(jù)。人體具有相同的生理結(jié)構(gòu)，但又同時(shí)有著區(qū)別于他人的獨(dú)特密碼。而基因正是被認(rèn)為決定“你”之所以是“你”的終極密碼。因此，為了獲取更精準(zhǔn)的結(jié)果，應(yīng)該適當(dāng)增加受試者數(shù)量。進(jìn)行過類似實(shí)驗(yàn)的辛辛那提醫(yī)院的受試者有大概600人，這樣的樣本數(shù)量很難反應(yīng)出不同國(guó)家、不同種族的生物鐘密碼。那么，豐富受試者的種族結(jié)構(gòu)、增加受試者數(shù)量，應(yīng)該成為進(jìn)一步研究的計(jì)劃。

其次，僅僅從基因的角度去理解或許不夠，與大腦的結(jié)合可能是更完善的方法。如上文所說，有的研究者提到生物鐘的形成很可能與大腦相關(guān)區(qū)域的記憶神經(jīng)有關(guān)。比如剛出生的嬰兒就不具有生物鐘，而是在一兩個(gè)月的時(shí)候逐漸形成。那么，拋開大腦記憶而單獨(dú)從基因的角度去考慮問題可能會(huì)存在一定的局限，將兩者結(jié)合起來或許是更為完善的方式。

最后，必須要明確一個(gè)問題：生物鐘是否是固定不變的？一般認(rèn)為，生物鐘是一個(gè)動(dòng)態(tài)的平衡系統(tǒng)，其會(huì)根據(jù)人的活動(dòng)規(guī)律進(jìn)行自我調(diào)整。比如很多人在進(jìn)行跨國(guó)飛行的時(shí)候都會(huì)倒時(shí)差，簡(jiǎn)單來說，倒時(shí)差的過程就是一個(gè)調(diào)整生物鐘的過程。那么問題就隨之而來：我們這一次進(jìn)行的生物鐘測(cè)試，是否一定會(huì)與下一次做的測(cè)試結(jié)果一致？如果不一致，那么這種生物鐘的變動(dòng)是否存在一定的內(nèi)在規(guī)律？

生物鐘的動(dòng)態(tài)性，也是有必要考慮進(jìn)去的。

而這些問題的存在并不妨礙這種探索生物鐘思路的優(yōu)秀，人工智能也必然會(huì)伴隨于整個(gè)研究的始末。最終對(duì)自己的生物鐘，人們或許將了如指掌。以后早上醒來像量體溫一樣測(cè)一下自己的生物鐘，然后根據(jù)其安排好一天的工作，想想都覺得未來感滿滿。