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在生物學(xué)研究中，人工智能（AI）可以篩選數(shù)十萬(wàn)個(gè)基因組數(shù)據(jù)點(diǎn)，識(shí)別出潛在治療靶點(diǎn)。但科學(xué)家仍不確定AI模型是如何得到這些結(jié)果的。據(jù)最新一期《自然·機(jī)器智能》雜志報(bào)道，一種名為SQUID的新系統(tǒng)已經(jīng)出現(xiàn)，它能“撬開(kāi)”AI模糊的內(nèi)部邏輯的“黑匣子”。
SQUID全稱是“深度網(wǎng)絡(luò)替代定量可解釋性”，是美國(guó)冷泉港實(shí)驗(yàn)室（CSHL）科學(xué)家創(chuàng)造的一種計(jì)算工具，旨在幫助解釋AI模型如何分析基因組。與其他分析工具相比，SQUID減少了背景噪音，可以更準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)基因突變的影響。
研究人員解釋說(shuō)，SQUID能發(fā)揮作用的關(guān)鍵原因在于“訓(xùn)練”。此次科學(xué)家對(duì)SQUID所做的訓(xùn)練，是利用數(shù)十年的定量遺傳學(xué)知識(shí)來(lái)幫助人們理解這些深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)正在學(xué)習(xí)什么。
SQUID的原理是首先生成一個(gè)包含10萬(wàn)多個(gè)變異DNA序列的數(shù)據(jù)庫(kù)，然后用一個(gè)名為MAVE-NN（變異效應(yīng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)多重分析）的程序來(lái)分析庫(kù)中的突變及其影響。該工具讓科學(xué)家能同時(shí)進(jìn)行數(shù)千個(gè)虛擬實(shí)驗(yàn)，最終“釣出”預(yù)測(cè)最準(zhǔn)確的AI算法。盡管計(jì)算機(jī)虛擬實(shí)驗(yàn)無(wú)法替代真實(shí)的實(shí)驗(yàn)室操作，但它們可以提供非常豐富的信息，幫助科學(xué)家理解基因組特定區(qū)域如何運(yùn)作、突變會(huì)產(chǎn)生什么影響。
AI領(lǐng)域的模型數(shù)量巨大，研究人員希望SQUID能幫助科學(xué)家找到最符合他們需求的模型。例如人類基因組研究領(lǐng)域，SQUID可以幫助推動(dòng)新發(fā)現(xiàn)向臨床醫(yī)療應(yīng)用的轉(zhuǎn)化。
