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7月9日外媒科学网站摘要:5000多个增加患癌风险的基因变异被确定

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7月9日(星期二)消息,国外知名科学网站的主要内容如下:

《自然》网站(www.nature.com)

AI能超越人类吗?最成功AI系统的缺陷提出疑问

关于超人人工智能(AI)的讨论正在升温。但一项研究揭示了最成功的AI系统之一的弱点,表明AI的优势可能是脆弱的。这个成功的AI系统是一个下棋机器人,它可以击败世界上最优秀的人类棋手。这项研究提出了一个问题,即更通用的AI系统,甚至它们声称自己是“超人”的,是否会受到可能影响其安全性和可靠性的漏洞的影响。

这份分析报告于6月1日作为预印本发布在网上,尚未经过同行评审。它利用了所谓的对抗性攻击——向AI系统提供输入,旨在促使系统犯错误,无论是出于研究还是出于恶意。例如,某些提示可以“越狱”聊天机器人,使它们发出有害信息,而这些信息是它们被训练来抑制的。

2022年,研究人员报告称,他们训练了对抗性的人工智能机器人,以击败KataGo2。KataGo2是最优秀的开源围棋人工智能系统,通常可以轻松击败最优秀的人类。他们的机器人发现了经常击败KataGo的漏洞,尽管这些机器人在其他方面并不出色——人类业余爱好者也能打败它们。这表明人类可以理解机器人的技巧,并采用它们来击败KataGo。

这是一次性的,还是这项工作指出了KataGo的根本弱点,进而延伸到其他具有超人能力的人工智能系统?为了进一步研究,2022年论文的合著者领导的研究人员使用对抗性机器人测试了三种防御围棋人工智能的方法。

在所有这些案例中,对抗性机器人——尽管能够击败KataGo和其他顶级围棋系统——被训练来发现其他人工智能的隐藏漏洞,而不是成为全面的战略家。研究人员表示:“他们仍然很弱——我们自己已经相当轻松地打败了他们。”

既然人类能够使用对抗性机器人的战术来击败围棋专家AI系统,那么称这些系统为超人还有意义吗?最先开发KataGo的纽约市计算机科学家大卫·吴(David J. Wu)表示,强大的围棋AI“一般来说是超人”,但“在最坏的情况下不是超人”。

《科学时报》网站(www.sciencetimes.com)

1、唾液测试可快速检测出肿瘤和其他疾病,将彻底改变早期诊断和健康监测

我们的身体每天产生0.5到1.5升的唾液。这种唾液含有几种生物标志物,包括蛋白质、抗体、病毒、细菌、DNA、mRNA和肿瘤指标。在不久将来,一个简单的唾液测试就可以帮助发现包括癌症在内的许多疾病。研究人员希望唾液诊断将改变早期诊断和健康监测的方式。

此前,美国食品药品监督管理局(FDA)特别批准了用于检测新冠病毒的唾液测试,这证明了唾液对疾病诊断的有用性。

瑞典哥德堡大学的研究人员在开发一种利用人工智能(AI)检测癌症的唾液测试方面取得了重大进展。他们发现了聚糖结构的变化,这种复杂的糖分子普遍存在于癌细胞的蛋白质中。这可以帮助医生确定一个人的癌症类型。

在过去的几年里,唾液测试变得越来越流行,尤其是在发现口腔癌和咽喉癌方面。一家名为Viome的美国公司在2021年开发了一种获得FDA批准的唾液测试方法。当肿瘤生长时,它使用人工智能来观察唾液样本中口腔细菌信使RNA的变化。

使用唾液来发现全身性疾病的诊断方法仍处于早期阶段,但该领域正在迅速发展。随着研究的继续,唾液诊断更有可能成为一种有用的早期疾病检测工具。这将使医疗检查的侵入性更小,更容易获得。

2、世界上最精确原子钟可探测到相对论所预言的重力效应

美国天体物理学联合实验研究所(JILA)的研究人员开发了一种原子钟,比以前打造的任何时钟都更精确。

传统上,原子钟利用一束可见光。JILA的研究人员将光学晶格应用于数万个原子上,同时进行测量。这为原子钟提供了更多数据,以实现更精确和更正确地测量一秒钟。

光学晶格测量方法并不是什么新鲜事物,已经存在了一段时间,但是JILA的研究人员使用了一种相对温和的方法来进行测量,减少了两个误差来源:激光本身测量原子和原子在紧密聚集在一起时相互碰撞的影响。

根据爱因斯坦的广义相对论,时间受引力的影响;引力场越强,时间流逝越慢。JILA的研究人员表示,新开发的时钟非常灵敏,甚至可以在亚毫米尺度上检测重力对计时的影响。由于JILA时钟能够进行精确的测量,研究人员计划将其用于广义相对论和量子力学相结合的主要微观领域。

该时钟的精度还可以帮助天文学家在太空中非常遥远的距离保持精确的时间。例如,如果我们想让宇宙飞船精确地在火星上着陆,我们需要比现在的GPS精确几个数量级的时钟。

《每日科学》网站(www.sciencedaily.com)

科学家开发了一种全新计算机语言来模拟生物特征

自然界最美丽的方面之一是生物体所表现出的无穷无尽的形状、颜色和行为,这些特征有助于生物生存和寻找配偶。了解特征对生物学家来说至关重要,生物学家通过研究这些特征来了解生物体是如何进化和适应不同环境的。

要做到这一点,科学家首先需要用语言来描述这些特征。这种方法适用于小型研究,但当观察数百甚至数百万种不同的动物或植物时,人类的大脑不可能跟踪所有的东西。

计算机可以提供帮助,但即使是最新的人工智能技术也无法掌握生物学家所需的人类语言。

这极大地阻碍了研究,因为尽管科学家可以处理大量的DNA数据,但将这些信息与身体特征联系起来仍然非常困难。

为了解决这个问题,芬兰自然历史博物馆的研究者创造了一种名为Phenoscript的特殊语言。

这种语言旨在以人类和计算机都能理解的方式描述特征。用Phenoscript描述特征,就像为一个生物体的外观编写计算机代码。

Phenoscript使用语义技术,帮助计算机理解单词背后的含义,就像现代搜索引擎如何根据用户的搜索上下文区分水果“苹果”和科技公司“苹果”。

在他们最近发表在开放获取、同行评议的《生物多样性数据杂志》(Biodiversity Data Journal)上的研究文章中,研究人员首次使用了这种新语言,为来自Grebennikovius属的四种蜣螂创造了语义表型。

《赛特科技日报》网站(https://scitechdaily.com)

1、挑战大脑进化的传统信念:动物体型越大,大脑体积不一定越大

英国雷丁大学(University of Reading)和杜伦大学(Durham University)的研究人员收集了来自大约1500个物种的大脑和身体大小的庞大数据集,以澄清几个世纪以来围绕大脑体积进化的争议。

相对于身体而言,更大的大脑与智力、社交能力和行为复杂性有关——人类已经进化出了异常大的大脑。最近发表在《自然生态与进化》(Nature Ecology & Evolution)杂志上的这项新研究揭示,体型最大的动物的大脑并没有按比例变大,这挑战了人们长期以来对大脑进化的观点。

这项研究的主要作者表示:“一个多世纪以来,科学家们一直认为这种关系是线性的,这意味着动物体型越大,大脑的体积就越大。我们现在知道这不是真的。大脑和身体大小之间的关系是一条曲线,本质上意味着非常大的动物的大脑比预期的要小。”

这项研究揭示了所有哺乳动物的大脑体积和体型之间的简单联系,这使得研究人员能够识别出打破常规的物种。

在这些异类中,包括我们自己的物种——智人,它的进化速度比其他所有哺乳动物都快20多倍,从而形成了今天人类特有的巨大大脑。但人类并不是唯一一个与这一趋势背道而驰的物种。

2、科学家确定了5000多个会增加患癌风险的基因变异

英国威康桑格研究所(Wellcome Sanger Institute)与伦敦癌症研究所和剑桥大学合作,评估了“肿瘤抑制基因”BAP1中所有可能的遗传变化对健康的影响。他们发现,这些可能的变化中约有五分之一是致病的,显著增加了患眼部、肺内膜、脑部、皮肤和肾脏癌症的风险。该研究结果发表在《自然遗传学》(Nature Genetics)杂志上。

BAP1蛋白在人体内是一种强大的肿瘤抑制因子,可以防止眼睛、肺内膜、大脑、皮肤和肾脏的癌症。破坏这种蛋白质的遗传变异会使一个人一生中患这些癌症的风险增加50%,通常发生在中年左右。

通过基因筛查早期发现这些变异可以指导预防措施,大大提高治疗效果,并改善受影响个体的生活质量。然而,到目前为止,人们对BAP1中哪些特定的遗传变化的了解有限,特别是对导致其功能失调和促进癌症生长的罕见变异的了解有限。

研究人员通过人工改变培养皿中生长的人类细胞的遗传密码,测试了BAP1基因中所有18108个可能的DNA变化,这一过程被称为“饱和基因组编辑”。他们发现其中5665个变化是有害的,破坏了BAP1的保护作用。对英国生物银行数据的分析证实,携带这些有害BAP1变异的个体被诊断患有癌症的可能性比一般人群高10%以上。(刘春)

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