利用AI掌握生物鐘，助力精準醫(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間，并且還說只要不睡覺它們就不工作。這份精確到小時的“民間科普”讓很多人深信不疑，每當熬夜至深，往往驚覺此表，不禁心驚肉跳。

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

但問題也來了：如果睡得晚起得也晚，保持足夠的睡眠時間不就行了？

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

生物鐘大家都是知道的，它相當于生物體內(nèi)的無形時鐘，是生命活動的內(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，人體的生物鐘也會大致相同。因此，也就一定程度上催生了文章開頭的那個不知真?zhèn)蔚呐哦颈怼?/p>

雖然每個人的生物鐘大致相同，但在一些細節(jié)之處卻有著明顯的差異，比如有人早上背書效果好，有人卻在晚上的時候記憶力更強。那么，如果能夠搞清楚每個人普遍意義之外的獨特生物鐘，或許會打開一扇對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。

只要一管血，分分鐘搞定生物鐘

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的話，那大概就是人類對二者的認識都還沒那么清楚吧……

對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月份的一則報告中給出了自己的最新研究。他們通過記錄大量的腦細胞，發(fā)現(xiàn)大腦深處有一個強烈的時間編碼信號，也就是神經(jīng)時鐘。其會將我們的經(jīng)驗流程組織成一個有序的事件來排列然后運作。

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

與此同時，美國西北大學(xué)的科學(xué)家們則利用機器學(xué)習(xí)算法對人的血液進行測試，來識別出人體的生物鐘。其通過開發(fā)出一種名為TimeSignatrue的算法，用來訓(xùn)練計算機測量血液中40種不同的基因的表達標志，從而來預(yù)測一天中的時間。整個過程只需要一到兩個小時。

西北大學(xué)的這項研究表現(xiàn)出了至少兩方面的意義。

第一，可以檢測出個人的獨特生物鐘。如我們上文所說，每個人體內(nèi)的生物鐘是不一致的，而以前我們只能根據(jù)人的外在個人表現(xiàn)去進行推斷。在這項技術(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特之處。這樣利用科學(xué)手段得來的數(shù)據(jù)要遠比觀察來得精準得多。

第二，未來可能檢測出每個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。利用基因能夠檢測出個人的生物鐘，那么通過其進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，釋放出的能量也會是非?？捎^的。那么，二者聯(lián)合做出的生物鐘檢測，又有哪些實際意義呢？

掌握了生物鐘，精準醫(yī)療或成最大受惠者

生物鐘對人類的影響可謂巨大，尤其是在健康領(lǐng)域。但對現(xiàn)代人而言，生物鐘的意義其實是被低估了。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為是機器人一樣……

生物鐘固然與睡眠密切相關(guān)，但其對人體的意義卻遠不止于此。當人體生物鐘檢測成為一件簡單而又精準的事情，其或會在以下幾個方面有重要的意義。

1． 打造個性化作息。既然大伙兒總擔(dān)心睡覺的問題，那就從這個說起?，F(xiàn)代社會，尤其是大城市工作壓力太大，睡覺拉上窗簾吧，又擔(dān)心會睡過頭；不拉窗簾吧，過早的光線又可能會耽誤睡覺。那么，通過對個人生物鐘的把握，則可以跟家庭物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備連接起來，比如智能打光，差不多到點兒的時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，這個就是考慮藥物吸收的問題。有些疾病對服藥時間是有要求的。研究人員認為，該測試讓其能夠輕松地研究生物鐘失調(diào)對心臟病、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，其可以對身體在什么樣的時間能夠最有效地吸收藥物提供有益的指導(dǎo)。

3． 更精準的手術(shù)時間。如果我們能夠知道各不同的身體器官的生物鐘，那么，當其發(fā)生病變的時候，或許就可以選擇最佳的手術(shù)時間。根據(jù)法國里爾大學(xué)研究團隊成果，心臟手術(shù)的時間會與心血管死亡、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，通過對生物鐘的掌握，我們也許會探明肝臟、肺、腎等臟器的最佳手術(shù)時間，從而將手術(shù)的風(fēng)險降到最低，提高患者的術(shù)后生存質(zhì)量。

由此可見，對生物鐘的研究，其主要應(yīng)用領(lǐng)域還是人的健康。當人們可以控制藥物的劑量，又可以控制藥物吸收的時間，醫(yī)療的精準度也就正在往更高的層次邁進。但這還不是終極的目標，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，但通過對人體的各種健康性調(diào)節(jié)，延緩衰老甚至延長壽命都是可期的?？雌饋恚瑖@生物鐘做文章，人類的長生不老之夢就快要實現(xiàn)了……

受試者數(shù)量、孤立研究、動態(tài)化：生物鐘檢測的問題

當然，前路固然令人歡欣鼓舞，現(xiàn)實卻總是提醒你道阻且長。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)，但又同時有著區(qū)別于他人的獨特密碼。而基因正是被認為決定“你”之所以是“你”的終極密碼。因此，為了獲取更精準的結(jié)果，應(yīng)該適當增加受試者數(shù)量。進行過類似實驗的辛辛那提醫(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)該成為進一步研究的計劃。

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，而是在一兩個月的時候逐漸形成。那么，拋開大腦記憶而單獨從基因的角度去考慮問題可能會存在一定的局限，將兩者結(jié)合起來或許是更為完善的方式。

最后，必須要明確一個問題：生物鐘是否是固定不變的？一般認為，生物鐘是一個動態(tài)的平衡系統(tǒng)，其會根據(jù)人的活動規(guī)律進行自我調(diào)整。比如很多人在進行跨國飛行的時候都會倒時差，簡單來說，倒時差的過程就是一個調(diào)整生物鐘的過程。那么問題就隨之而來：我們這一次進行的生物鐘測試，是否一定會與下一次做的測試結(jié)果一致？如果不一致，那么這種生物鐘的變動是否存在一定的內(nèi)在規(guī)律？

生物鐘的動態(tài)性，也是有必要考慮進去的。

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，人工智能也必然會伴隨于整個研究的始末。最終對自己的生物鐘，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。