机器与类器官混合计算系统诞生

发布时间:2024-08-06 20:52:33 来源: sp20240806

原标题:机器与类器官混合计算系统诞生

科技日报北京12月12日电 (记者张梦然)《自然·电子学》12日报告了一种由电子硬件和一个大脑类器官组成的混合计算系统,可执行如语音识别和非线性方程预测等任务。这一研究凸显出一种方法,或可克服现有计算硬件的一些限制。

近年来人工智能对算力的需求急剧增加。但随着模型越来越复杂,运行它们的底层计算硬件的能效和性能却难以跟上。为此研究者正在开发神经形态计算系统,其受到人脑结构功能的启发,可用于更高效地运行。

大脑类器官是用人类多能干细胞人工培育而成的三维聚集体,会发育出类脑组织。在这项研究中,美国印第安纳大学伯明顿分校科研团队开发了一种混合神经形态计算系统,部分是传统计算硬件,部分是大脑类器官。

这种类器官的特点是集合了不同类型的脑细胞,包括早期阶段和成熟的神经元,以及早期类脑结构(如脑室区)的发育,以形成、发挥和维持神经网络功能。

类器官从电刺激得到输入信号,经神经活动发送输出信号。科研团队将类器官与被称为储备池计算的人工神经网络相结合,这是一个动态物理存储层,可根据一连串输入信号捕捉和记忆信息,在输入和输出层则使用了普通计算硬件。

研究表明,该系统能够被用于语音识别。实验中,混合计算系统需要从一个库里的8个男性发音者中识别一个人的日语元音(使用了240段音频剪辑),该系统经训练改进后达到约78%的准确度。

随附的新闻与观点文章表示,“随着这些类器官系统的复杂性增加,对于学界而言,研究含有人类神经组织的生物计算系统的相关诸多伦理问题变得相当重要。创造出通用生物计算系统可能还要数十年,但这一研究有可能对学习、神经发育和神经退行性疾病的认知影响等机制产生基础性的见解”。

和人脑相比,硬件驱动的人工智能网络的最大弱点就是耗能。大脑可以极低成本进行学习、处理信息、作出决策,但计算机不行。新系统由大脑类器官和电子硬件组成,能以较低耗能进行自适应储备计算。当然,要大规模应用这种系统仍存在挑战。从近期来看,要解决制造类器官及保证其正常运行问题;从长期来看,涉及人类神经系统的生物计算还有伦理问题需要厘清。

(责编:杨曦、陈键)

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中新健康丨无法治愈!这种“老年病”盯上年轻人 - 2023年中国卫星导航与位置服务产业总体产值达5362亿元

中新健康丨无法治愈!这种“老年病”盯上年轻人

发布时间:2024-08-06 20:52:36 来源: sp20240806

   中新网 北京1月24日电(邵萌)近年来,中国糖尿病患病率呈上升趋势,中华医学会糖尿病学分会发布的《中国2型糖尿病防治指南(2020年版)》显示,2015至2017年,中国18岁及以上人群糖尿病患病率达11.2%。

  在大众的普遍认知中,糖尿病是一种中老年疾病,但近年来,我国糖尿病发病群体年轻化趋势明显,越来越多年轻人甚至青少年成为了糖尿病患者。

  被糖尿病“盯上”的年轻人,为什么越来越多了?哪些人容易患上糖尿病?什么是提示糖尿病的信号?这种病,可防可治吗?

  越来越多年轻人,得了“老年病”

  年轻人与糖尿病的距离,可能比很多人想象中更近。《英国医学杂志》2020年4月刊发了中国医科大学、郑州大学、西安交通大学等单位合作的研究成果,这一以全国31个省区市共计75880名参与者为样本的调查研究显示,我国18~29岁人群中糖尿病患病率已达2%,30~39岁之间是6.3%。

  全球疾病负担数据库也显示,从 2010 年到 2019 年,中国 20 至 35 岁的 2 型糖尿病患者发病率明显升高。

  据悉,2型糖尿病是一种在遗传和环境因素下,导致胰岛素抵抗和胰岛β细胞损伤造成的疾病,更多与后天包括饮食和生活习惯相关。1 型则属于自身免疫疾病,患者自身通常不能分泌胰岛素。在我国,约90%的糖尿病患者都属于2型糖尿病。

  糖尿病为啥“盯上”年轻人?

  谈及糖尿病患者年轻化的原因,中山大学附属第三医院副院长、内分泌科学科带头人陈燕铭在“联合国糖尿病日:风险与应对”义诊活动中指出,这与生活方式改变、社会工作节奏快有一定关系。“熬夜玩手机电脑、不规律饮食等,可能会影响内分泌激素。另外,日常缺少运动、学习生活工作压力大、情绪焦虑等因素也可能诱发糖尿病。”

  北京朝阳医院内分泌科主任王广教授认为,2型糖尿病发病呈现年轻化趋势,早发2型糖尿病数量的增加,更多与胰岛素抵抗有关。胰岛素抵抗则与肥胖关系密切,近些年肥胖人口越来越多,生活方式的改变,体力活动的减少,都可能会导致胰岛素抵抗,过早地浪费了大量的胰岛素,从而导致早发2型糖尿病的发生。

  哪些人更容易中招?

  北京协和医院内分泌科主任医师肖新华2021年在“健康大家谈”直播活动中介绍,大部分糖尿病患者,特别是2型糖尿病患者,诱发因素比较清楚。例如,高热量食物摄入过多同时不爱运动;肥胖;抽烟、喝酒等不良嗜好和生活规律。另外,随着年龄的增长,机体的β细胞功能越来越差,胰岛素抵抗越来越重。

  根据医生建议,有糖尿病风险因素的人群应及时接受糖尿病筛查。那么,哪些人属于糖尿病高危人群?《中国2型糖尿病防治指南(2017版)》指出,18岁以上人群中,具有如年龄超过40岁,超重、肥胖,一级亲属中有2型糖尿病家族病史,血压血脂异常等一种情况及以上的,可被定义成为糖尿病高危人群,需要进行糖尿病筛查、自我管理和健康干预等手段。

  此外,研究发现,具备年龄40岁及以上;超重与肥胖;高血压;血脂异常及心脑血管疾病;久坐人群;有糖尿病家族史;有妊娠糖尿病史;巨大儿(出生体重≥4Kg)生育史;空腹血糖≥6.1mmol/L;患多囊卵巢综合征;长期接受抗精神病药物治疗等因素之一的,即为糖尿病高危人群。

  早发现早干预很重要

  糖尿病至今仍是一种终身性疾病,无法治愈,只能采取控制血糖等措施延缓并发症的发生。其对人体的危害也常常被低估,实际上,糖尿病并发症可能会波及全身,如视网膜病变、糖尿病足、肾脏衰竭以及心脑血管等多器官的疾病,致残甚至死亡。

  尽管糖尿病有较大危害,但它是可防可控的。我国目前尚有大量处于糖尿病前期的群体,“糖尿病前期人群还不能算糖尿病患者,但是血糖要比一般人群高。如果这个时候进行干预,会收到良好的效果。糖尿病前期人群一般不用吃药,通过生活方式干预,多数可以恢复到正常状态。”肖新华在前述直播中说道。

  中华医学会糖尿病学会主任委员朱大龙也曾撰文指出,有50%甚至更多的糖尿病发病是可以预防的,但目前只有约50%的糖尿病患者接受过糖尿病健康教育。应当广泛开展糖尿病相关健康教育,提高人群对于糖尿病防治的知晓度和参与度,倡导合理膳食、控制体重、适量运动、限盐、戒烟、限酒、心理平衡的健康生活方式。(完) 【编辑:陈文韬】