除了控制人类的生物钟，AI还可以为生物钟做些什么？

原标题：除了控制人类的生物钟，AI还可以为生物钟做些什么？

文 | 颜璇

来源 | 智能相对论（ID：aixdlun）

你了解自己的生物钟吗？

在现实世界里，我们每个人都要接受来自生物钟的“督促”，即使这个所谓的钟表既没有分针秒针，又没有滴答滴答的声音，但你总是要在它的催促下睡觉、清醒、饮食等等。

我们不禁想问，我们为什么非要有生物钟呢？为什么不遵从生物钟我们的身体健康就会受到威胁呢？生物钟的生理性意义究竟是什么呢？

如果生物钟的作用十分重大，那我们能不能找到自己最弱的钟，进而对其进行修复或令其倒转呢？

问题很多，不如让AI先行。

AI在控制生物钟上可以有哪些作为

生物钟在我们的生活中存在感很强，但其真正的形态却是“无形”，AI要想去控制人类的生物钟，首先还得将“无形”化为“有形”，找到控制生物钟的渠道。

1.“直捣敌营”：控制大脑

早期，科学家曾经用电生理研究生物钟，将电极插到细胞内观察电活动，最后观察到了脑内特定部位SCN（视交叉上核，suprachiasmatic nucleus）的电活动有昼夜周期。我们也得知，生物钟是受大脑的下丘脑SCN控制的。

所以，AI修复生物钟的第一招就是影响大脑中的特定区域，进而控制昼夜周期，这也是最为直接的一个办法。不过这种方法仍旧存在问题，比如SCN里细胞间是如何相互作用的？其中是否有神经胶质细胞参与？AI能控制一个区域里的神经元群吗？

近日，加州伯克利研究人员就给了我们答案。在一个大脑控制神经元的实验中，研究人员给老鼠头上开了一个窗口，将全息图直接投射到老鼠大脑中，成功地激活和抑制了老鼠大脑中特定的神经元群。

也就是说，我们可以模拟大脑对外界刺激作出的自然反应，成功操控特定神经元群，如果将这个区域换做SCN，利用模拟反映给人类造成神经上的“错觉”，影响生物钟就具有可操作性了。

2.“曲线救国”：睡眠基因

在生物钟这个领域里，人们所熟知的是昼夜节律，其中对人类生活影响最明显的，就是睡眠周期。相信很多人都有着这样的体验——我们可以在没有任何闹钟的情况下醒来，甚至在隔绝阳光的室内也能准时在白天苏醒。

那AI可不可以在睡眠周期上做文章呢？其实，AI服务睡眠的产品已经非常多了，但这些产品主要围绕的还是“如何让你睡得着”“如何让你睡得香”“看你睡得怎么样”这三大主题，但这都只能干涉到睡眠的相位，但不能解释睡眠本身，尤其是睡眠的机理。

那真正的解决办法是什么呢？用AI探索睡眠基因。

在去年，《Science Advance》期刊就发表了一篇题为“Normal sleep requires the astrocyte brain-type fatty acid binding protein FABP7”的学术文章，揭示了一个与睡眠质量息息相关的关键基因。这一睡眠基因的功能研究为科学家们探索睡眠机制、解析人类为何如此需要充足睡眠提供了新的线索。

睡眠这一复杂过程还涉及了很多其他的基因，AI的加入，可以打造出一个睡眠GIS智能设备，这个丰富的多维度的信息嵌合体可以用来解读个人的睡眠情况、存储个人的睡眠基因信息等，从睡眠基因的层面去影响个人的生物钟。

是生活的节律表，还是生命的倒计时

控制生物钟的渠道已经有了，但这些渠道会是有效的应用吗？

我们每个人身体内部都存在着不同的生物钟，比如肝脏只在固定的时间段内排毒。我们体内的这些生物钟在分子、细胞、组织、器官、系统、身体、生理学和社会等层次上各以不同速率在滴答滴答地运转。

美国曾有科学家通过收集血液测试的大数据和AI分析，提出了一种“衰老时钟”的概念，通过“衰老时钟”，我们能判断出一个人的真实生理年龄，预测一个人是否会比同龄人活得长一些或是英年早逝。

设想一下，如果每个人都能知晓自己身体和细胞的最大死亡时间，会发生什么事情呢？

智能相对论（ID：aixdlun）分析师颜璇曾在文章《AI 能精准预测死亡时间，这事儿靠谱吗？》中提到——

“死亡并非那么容易被所有人接受……当病人与病魔和死神苦苦争斗时，医生们用一套所谓科学的、精密的AI系统预测了病人的死期，于病人而言，抗癌之旅本就艰辛，而在其头顶悬上一把会准时掉落的死亡之刃未免也太过残忍。”

于病人而言，预测死亡是残忍，于常人而言，衰老时钟更像一个定时炸弹，在炸弹爆炸之前，我们是歇斯底里，还是淡然处之？

如果“衰老时钟”显示你可以活到90岁，是不是只要严格按照平时的生活作息表就可以后顾无忧了？某天不小心熬了个夜，在第二天会不会觉得转辗反侧，惶恐不安，担心着生命的流速加快？

其实我们都知道，熬夜会打破我们的生物节律，从而引发各种疾病，但在“衰老时钟”没有出现之前，这一切还没有表现得那么明显，我们的紧迫感也没有那么强烈。

如果“衰老时钟”表示你体内的“钟表”只能运作到30岁，那跟宣判死刑又有什么区别呢？或者我们能采取措施延长生命，但不断拨弄表盘的动作也让人厌烦。

AI助力：知其然，更要知其所以然

我们可以运用AI来影响、修复生物钟，但生物钟的研究还是任重而道远——生物钟研究逾四十年，迄今尚未出现有效的应用成果。那么，AI在这方面究竟能起到什么作用呢？

美国遗传学家杰弗里·霍尔，迈克尔·罗斯巴什以及迈克尔·杨因为发现了控制昼夜节律的分子机制，也就是生物钟的分子机制而获得了2017年的诺奖。

北京大学生命科学学院院长饶毅老师曾在一篇文章里提到，“在完全不理解分子机理的情况下，用遗传筛选生物钟，是很强的方法。从分子上，称之为“盲筛”……盲筛的优点在于无需事先知道机理，而通过遗传得到突变、DNA克隆得到分子、分子的序列特征或更多研究，再揭示机理，或提供揭示机理的可能性。”

所以，生物钟研究的突破缘于遗传学的应用。而将遗传学与AI结合起来，未尝不是一次猛烈的科技革命。

举个例子，就像大家所知道的用机器学习模型去做图像识别一样，我们可以研究如何用神经网络自动预测DNA序列的属性，比如通过分子的序列特征来揭示机理等。

美国的DeepDiagnos团队致力于用人工智能来筛查早期癌症其核心技术是构建AI模型来逐点扫描基因组的每一个位点，从中找出可能存在的肿瘤相关突变，在癌症刚刚发生的阶段就能发出预警。

不过，目前这些研究还是着重于DNA序列上的肿瘤相关基因，但这也证明了AI结合遗传学去突破生物钟研究是可行的。

当然了，我们也可以先不去假定生物钟与遗传学有关。

“生物钟是如何形成的？”这虽然生物钟研究最核心的问题，但这也是限制我们思考的牢笼。

事实上，我们不需要把“理解生物钟”作为“掌控生物钟”的前提，因为这意味着我们要先破解生物钟的奥秘，才能研制有效的应用成果，实际上，我们是把一个更难的问题作为前提条件，犯了本末倒置的错误。

所以，不妨对AI影响生物钟的方法进行建模和分析，理解机器智能，再将这种理解外推到生物系统，补充生物实验，进而理解人类的生物构成。

结论：

人们的早出晚归，动物的昼行夜伏、植物的春华秋实……那些我们不曾留心的现象，其背后都有着大大小小的钟表在悄然运作。AI对生物钟的探索，值得大家拭目以待。

【完】

智能相对论（微信id:aixdlun）：深挖人工智能这口井，评出咸淡，讲出黑白，道出vb深浅。重点关注领域：AI+医疗、机器人、智能驾驶、AI+硬件、物联网、AI+金融、AI+安全、AR/VR、开发者以及背后的芯片、算法、人机交互等。

生成海报

免责声明：本网站内容主要来自原创、合作伙伴供稿和第三方自媒体作者投稿，凡在本网站出现的信息，均仅供参考。本网站将尽力确保所提供信息的准确性及可靠性，但不保证有关资料的准确性及可靠性，读者在使用前请进一步核实，并对任何自主决定的行为负责。本网站对有关资料所引致的错误、不确或遗漏，概不负任何法律责任。任何单位或个人认为本网站中的网页或链接内容可能涉嫌侵犯其知识产权或存在不实内容时，应及时向本网站提出书面权利通知或不实情况说明，并提供身份证明、权属证明及详细侵权或不实情况证明。本网站在收到上述法律文件后，将会依法尽快联系相关文章源头核实，沟通删除相关内容或断开相关链接。