科技日?qǐng)?bào)記者 張夢(mèng)然
英國(guó)《自然·機(jī)器智能》雜志15日發(fā)表一項(xiàng)計(jì)算生物學(xué)突破，包括加拿大英屬哥倫比亞大學(xué)在內(nèi)的研究團(tuán)隊(duì)研發(fā)了一種自動(dòng)化、生成式的機(jī)器學(xué)習(xí)方法，可以僅利用質(zhì)譜就確定未知的新型精神藥物（又稱人造毒品）的化學(xué)結(jié)構(gòu)，了解這些結(jié)構(gòu)能幫助法醫(yī)實(shí)驗(yàn)室更快識(shí)別出疑似的人造毒品。
每年有大量新型精神藥物出現(xiàn)在非法市場(chǎng)上，這些藥物會(huì)造成與已知非法藥物相近的精神效果，但其合成方式使其在化學(xué)上與已知非法藥物有所不同，這些藥物規(guī)避了現(xiàn)有的毒品法規(guī)，甚至難以被偵測(cè)。法醫(yī)實(shí)驗(yàn)室使用質(zhì)譜分析法在查封藥片或粉末中識(shí)別已知人造毒品。但是，要弄清一種全新人造毒品的結(jié)構(gòu)，通常需要化學(xué)專家工作數(shù)周或數(shù)月，并且需要用到多種實(shí)驗(yàn)技術(shù)。
加拿大英屬哥倫比亞大學(xué)研究人員邁克爾·斯金奈德及其同事，此次使用全球各地法醫(yī)實(shí)驗(yàn)室眾包的保密數(shù)據(jù)，訓(xùn)練了一個(gè)機(jī)器學(xué)習(xí)模型。他們所使用的算法也被稱為深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，其靈感來自于人腦的結(jié)構(gòu)和功能。機(jī)器學(xué)習(xí)產(chǎn)生了結(jié)構(gòu)和性質(zhì)都類似于近期人造毒品的分子。該模型隨后產(chǎn)生了一個(gè)數(shù)據(jù)庫，包含十億種潛在新型精神藥物的結(jié)構(gòu)。用模型訓(xùn)練結(jié)束后新收集的數(shù)據(jù)測(cè)試該模型，發(fā)現(xiàn)這一方法可以僅用質(zhì)譜就確定未知人造毒品。在準(zhǔn)確結(jié)構(gòu)難以精準(zhǔn)確定的實(shí)例中，該模型建議的結(jié)構(gòu)，與未知人造毒品非常相似。
研究人員發(fā)現(xiàn)，該模型還可幫助人們了解到哪些分子更有可能出現(xiàn)在市場(chǎng)上，哪些不太可能。研究人員總結(jié)說，用其他數(shù)據(jù)集訓(xùn)練的類似的生成方法，也可以幫助識(shí)別其他特定領(lǐng)域未知分子的結(jié)構(gòu)，例如識(shí)別新型興奮劑或者環(huán)境污染物。
研究資深作者、阿爾伯塔大學(xué)計(jì)算科學(xué)教授戴維·維斯哈特表示，這一模型意義有點(diǎn)類似2002年的科幻電影《少數(shù)派報(bào)告》，其可以對(duì)即將發(fā)生的犯罪活動(dòng)有所預(yù)知，從而幫助顯著減少犯罪，“從本質(zhì)上講，這一新成果為執(zhí)法機(jī)構(gòu)和公共衛(wèi)生計(jì)劃提供了一個(gè)所謂‘先機(jī)’，讓他們知道需注意什么。”
斯金奈德表示，該模型僅僅通過精確的質(zhì)譜測(cè)量就闡明整個(gè)化學(xué)結(jié)構(gòu)，而將數(shù)十億個(gè)結(jié)構(gòu)的列表縮小到10個(gè)候選結(jié)構(gòu)，大大加快了化學(xué)家識(shí)別新藥物的速度。
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