科学家发出警告:AI可在6小时内提出40000种潜在( 二 )
简单来说 , 整个实验的大体工作流程就是 , 借助研发历史中已有的分子数据集作为预测标签 , 因为这些分子已经经过测试是否含有毒性了 。
需要注意的是 , 团队重点关注的是VX 。
那VX究竟是什么呢?
严格意义上说 , 它是一种被归类为神经毒剂的人造化学战剂 。而神经毒剂是已知化学战剂中毒性最强、作用最迅速的 。具体而言 , VX就是所谓的乙酰胆碱酯酶的抑制剂 。每当你做任何与肌肉有关的事情时 , 神经元都会使用乙酰胆碱酯酶作为信号 , 鼓励你“去活动你的肌肉” 。这正是VX的致命之处 , 它实际上阻止了你的横隔膜 , 也就是影响你肺肌肉的运动 , 从而导致你的肺部变得麻痹 , 无法呼吸 , 甚至瘫痪 。
显然 , 这是人们想要避免的 。因此 , 从历史上看 , 已经对不同类型的分子进行了实验 , 以查看它们是否抑制乙酰胆碱酯酶 。于是 , Urbina建立了这些分子结构及其毒性的大型数据集 。
然后 , 团队便可以利用这些数据集来创建一个ML模型 , 该模型基本上可以分辨分子结构的哪些部分对毒性很重要 , 哪些部分对其不重要 。然后 , 便可以给该ML模型提供新的分子 , 可能是先前从未测试过的新药物 。随后 , 它的判断结果会告诉我们哪些药物被预测为有毒 , 或者预测为无毒 。
正是上述方法 , 有效地提高了研究人员对药物的筛选速度 , 即他们可以非常迅速的筛选出大量的分子 , 并剔除那些被预测有毒的分子 。
然而 , 在团队的这项研究中 , 正好颠倒了这一点 。显然 , 团队试图采用该模型达到的目的是预测毒性 。
此外 , 另一个关键的部分是这些新的生成模型 。团队可以通过给生成模型输入一些完全不同的结构 , 它可以学习如何将分子放在一起 。然后 , 从某种意义上说 , 便可以要求它产生新的分子 。此时 , 生成模型可以在整个化学空间中产生新的分子 , 但也只是一些随机分子 , 没有实质性的意义 。但是研究人员可以做的一件事是 , 告诉生成模型所期望的走向 。
当然 , 通过设计一个评分函数就可以实现这点 , 如果它生成的分子是研究人员所期望的 , 就给它打一个高分 。以生成毒剂为例 , 就是要给有毒分子打高分 。
实验结果可以看到模型开始生成的这些分子 , 其中许多看起来像VX , 也像其他的一些化学剂 。
Urbina表示 , 其实整个团队真的不确定会得到什么 。因为生成模型相对来说还是比较新的技术 , 目前也没有对生成模型进行广泛使用 。
但一个尤其注意的问题是 , 很多生成化合物的毒性预测结果比VX的毒性更大 。更加令人震惊的是 , VX基本上是已知的最有效的化合物之一 , 也就意味着只需要非常、非常、非常少的量就能致死 。
虽然这些预测结果在现实生活中尚未验证 , 研究人员也表示他们也不想自己去验证 , 但预测模型通常性能相当不错 。因此 , 即使存在很多假阳性反应 , 其中应该也会有毒性更强的分子 。
其次 , 研究团队其实观察了这些新生成分子的许多结构 。不难发现 , 其中很多看起来确实像VX和其他战剂 , 甚至在一些模型中生成的是真正的化学毒剂 。并且 , 这些是在模型从未见过这些化学毒剂的情况下而生成的 。毋庸置疑 , 模型肯定能够生成一些有毒的分子 , 因为其中一些分子以前就已经被制造出来了 。
那么 , 令人担心的是 , 它到底有多容易实现呢?
研究人员表示 , 在开发过程中所使用的很多东西都是免费的 。你可以从任何地方下载毒性数据集 。如果有一个人知道如何用Python编程 , 并且具备一些ML能力 , 那么可能利用一个短暂的周末 , 就可以构建出类似于这种由有毒数据集驱动的生成模型 。
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