本周新知丨科技&人工智能&人体芯片

今天分享的是美国大选背后的科技、科学既八卦又复杂、人工智能时代来了、研发人体芯片有何用途。

一、美国大选背后的科技

丨无处不在的预测

预测最重要的就是以数据、模型和事实为依据,美国总统大选预测的背后同样有大量科学的运用。

Nate Silver是美国著名的棒球和选举分析统计学家,他成功预测了上一届美国总统大选的结果,《信号与噪声》是他的代表作。

Nate Silver

丨如影随形的影响

Duncan J. Watts是微软研究院首席研究员,代表作是《一切显而易见》,书中提到影响一个人实际上要比大家想象的简单,只需要巧妙地设置一些数据就会对选民的投票行为造成影响

最经典的案例是2008年的美国大选,奥巴马团队利用Facebook赢得竞选。

即:政治选举不用推送广告,利用现代社交工具中用户的信息不对称,候选人团队可以将有利于本方的观点推送给选民,巧妙地造成认知偏差,从而左右选举局面

2016美国大选

丨关注的原因

电视的兴起成就了肯尼迪,社交网络的兴起成就了奥巴马,科技对政治其实有着很大的影响。

科技的突破可以转入民用,给老百姓带来福利。总统选举正是一个练兵场,各种的科技手段八仙过海,各县其能。

未来法律法规、政策在执行前可能都需要做模拟实验,拍脑门是不行的。网约车其实可以部分解决短期就业的问题,但是新规则却采取低于歧视政策制约了它的发展,实在令人不可思议。

二、科学既八卦又复杂

丨科学八卦的一面

动物打哈欠的时长和脑容量正相关,打哈欠可以起到激活大脑的作用,脑容量越大激活需要的时间越长,我们人类的打哈欠时间最长。

常见的单细胞生物鞭毛虫通过细胞后面的一个小尾巴旋转进行移动,这个小尾巴,就是鞭毛,是由32个蛋白质分子组成的,是一个精巧的分子机械,如有一个蛋白不对就无法旋转

2016诺贝尔化学奖得主

丨科学复杂的一面

人体结构是非常复杂的,我们离搞清楚这些机理还差得很远。尤其肿瘤细胞大多是正常细胞的变异而已,鉴别它们非常困难。

比如分子靶向治疗的药物可以使得促进肿瘤细胞生长的分子失效,但肿瘤细胞很快会找到其他方法生长。

三、人工智能时代来了

丨ImageNet大规模视觉识别挑战赛

9月26日,ImageNet大规模视觉识别挑战赛的比赛成绩公布,各项冠军几乎都被中国的团队包揽。

高质量的数据集是各种复杂机器学习算法训练的基础。由于ImageNet的出现加上各种开源的算法,人们在图像识别领域不断取得突飞猛进的进展。

丨全新的谷歌翻译系统

9月27日,被称为谷歌神经机器翻译(Google Neural Machine Translation)全新翻译系统上线,目前只应用在普通话向英语的翻译中,错误率降低60%,进一步接近于人工翻译的水平。

谷歌神经机器翻译

丨人工智能的未来

人工智能时代来了,但还只是早期,还不能像电、互联网一样随处可用,所以关键是找到应用的切入点,并且在深入的应用开发和用户需求满足上继续打磨。

四、研发人体芯片有何用途?

丨什么是人体的微流控芯片

制药公司用一个模拟人体内部微环境的分析模型,去分析还原药物在疾病发生时能起到的具体作用。通过逆向工程的办法,研究人类器官本身,把器官中最核心的部分给它还原出来的技术,就是人体微流控芯片

因为人体细胞在硅上面的吸附效果特别好,所以器官芯片是一种用硅材料制作的芯片。如果把人体的诸个器官功能都模拟出来了,把多个芯片放到一起,就叫做人体芯片

丨微流控芯片的研究成果

肠道芯片--通过在通透膜上培养肠道细胞组织,模拟肠道结构和环境变化,还原测试口服液透过肠道吸收的情况,市场潜力巨大。

肠道芯片

肺部芯片--通过在通透性膜的上层培养气管表皮细胞,下层培养血管表皮细胞,模拟肺部呼入空气融入血液的功能和环境变化。

心脏芯片--把心肌细胞培养在一种有弹性、可变形的薄膜上,并模拟心肌的收缩、舒张和电生理反应,肌肉薄膜还可以被制成不同的独立的三维结构,观察模拟不同环境条件下的不同心肌反应。

血管芯片--在芯片当中搭建了一个空心的血管支架,然后在支架外侧培养了一层血管表皮细胞和一层平滑肌肉细胞。通过收缩舒张调节因子,外接导管等模拟血液的物质交换,甚至发现血管的局部应急反应现象,对心血管疾病药物研究很有价值。

肿瘤芯片--可以模拟复杂的肿瘤微环境,包括低含氧量,肿瘤和环境的互动,以及营养物质的浓度T度等。

3D打印肝的组织--先铺一层肝细胞再铺一层凝胶,这样周而复始层层堆叠,凝胶作为骨架,肝细胞依附铺层其上形成一个整体,模拟肝脏的功能。

3D打印肝的组织

丨行业现状

器官芯片行业现阶段知名公司包括:美国哈佛大学Wyss生物工程学院2013成立的Emulate公司、做3D生物打印机的上市公司Organovo公司。

行业前景很好,也有很多挑战:如何利用好人体胚胎的肝细胞建立可持久使用的体外模型;材料应用与环境刺激如何更真实的模拟还原人体微环境;科研产品属性无法量产;技术是全新的,相关分析数据还很难做到和现有的生物分析无缝对接。


哭的时候用全力去哭,笑的时候用全力去笑,一切游戏都甩全力去干

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