人工智能技術(shù)在生物學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用前景廣泛

近日，據(jù)外媒報(bào)道，科學(xué)家利用人工智能（ai）對基因組織識(shí)別，發(fā)現(xiàn)了前所未知的人類祖先。

以往的考古研究認(rèn)為，人類的祖先主要是尼安德特人和丹尼索瓦人。而通過對現(xiàn)代人類dna計(jì)算分析顯示，新發(fā)現(xiàn)的人類祖先是尼安德特人和丹尼索瓦人的混血兒。這一發(fā)現(xiàn)可以解釋，去年夏天在丹尼索瓦的洞穴中發(fā)現(xiàn)的尼安德特人和丹尼索瓦人的后代，并不是一個(gè)孤立的案例，而是一個(gè)更為普遍的一部分。

這是首次利用人工智能深度學(xué)習(xí)來解釋人類的進(jìn)化，這為人工智能在生物學(xué)、基因組學(xué)和進(jìn)化領(lǐng)域的其他問題的應(yīng)用鋪平了道路。

進(jìn)化生物學(xué)研究所（ibe）、基因組調(diào)控中心(cnag-crg)和塔爾圖大學(xué)的研究人員使用深度學(xué)習(xí)算法來識(shí)別一種新的、迄今未知的人類祖先，這些祖先可能在數(shù)萬年前就已經(jīng)與現(xiàn)代人類雜交了。“大約八萬年前，所謂的”走出非洲“的事件發(fā)生了，當(dāng)時(shí)已經(jīng)由現(xiàn)代人組成的部分人口拋棄了非洲大陸，遷移到了其他大陸，形成了目前的所有人口。”

ibe的首席調(diào)查員兼聯(lián)合愛國陣線的部門主任jaume bertranpet解釋說：“我們知道，從那時(shí)起，除了非洲以外，現(xiàn)代人類與所有大陸的尼安德特人雜交，與大洋洲的丹尼索瓦人雜交，很可能也與東南亞的德尼索瓦人雜交，盡管與第三個(gè)滅絕物種雜交的證據(jù)還沒有得到任何確切的證實(shí)。”

人工智能深度學(xué)習(xí)是破解遠(yuǎn)古dna中人類進(jìn)化的鑰匙。到目前為止，第三祖先的存在只是一個(gè)理論，可以解釋當(dāng)前人類基因組中某些片段的起源(參與這項(xiàng)研究的團(tuán)隊(duì)的一部分已經(jīng)在先前的一項(xiàng)研究中提出了滅絕的原始人的存在)。

然而，深度學(xué)習(xí)使我們能夠從dna過渡到祖先的人口結(jié)構(gòu)。調(diào)查人員必須面對的問題是，他們所分析的人口模型比迄今所認(rèn)為的任何其他模型都要復(fù)雜得多，而且沒有任何統(tǒng)計(jì)工具可供分析。

cnag-crg首席研究員、模擬專家說，深度學(xué)習(xí)“是一種模仿哺乳動(dòng)物神經(jīng)系統(tǒng)工作方式的算法，不同的人工神經(jīng)元專門研究和學(xué)習(xí)在數(shù)據(jù)中檢測對執(zhí)行某項(xiàng)任務(wù)很重要的模式。”“我們利用這一特性，利用通過數(shù)十萬次模擬獲得的基因組來學(xué)習(xí)預(yù)測人類人口統(tǒng)計(jì)學(xué)。每當(dāng)我們進(jìn)行模擬時(shí)，我們都在沿著人類歷史上的一條可能的道路前進(jìn)。在所有的模擬中，深入學(xué)習(xí)可以讓我們觀察是什么讓祖先的謎團(tuán)合二為一。”

深入學(xué)習(xí)分析顯示，滅絕的人類很可能是尼安德特人和丹尼索瓦人的后裔。今年夏天發(fā)現(xiàn)的具有這些特征的化石似乎支持了這項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，鞏固了與現(xiàn)代人類共存并與之交配的第三個(gè)物種或種群的假設(shè)。塔爾圖大學(xué)研究員、ibe前研究員mayukh mondal說:“我們的理論與最近在丹尼索瓦發(fā)現(xiàn)的混合標(biāo)本是一致的，盡管我們還不能排除其他可能性。”