生物醫學研究,和現代世界的其他一切一樣,正在變得越來越快。全球實驗室中的計算機控制著產生大量資料的機器人裝置,科學家們必須努力跟上誰做了什麼、在哪裡、為什麼以及如何做的步伐。使結果能夠透過調變解調器快速訪問的計算機資料庫肯定有助於資訊的傳播。現在,一位科學家正試圖利用矽大腦來導航資料迷宮,幫助研究人員尋找新的治療方法。
斯坦福大學的分子生物學家拉斯·B·奧特曼厭倦了試圖跟上大量細緻資訊的步伐,他正在開發方法,以提煉出他專業領域中約 300 份研究報告的所有基本內容,並以計算機可讀的形式表示出來,以便專門的軟體能夠以複雜的方式進行查詢。世界各地的其他研究人員將可以訪問該知識庫,並將能夠透過全球資訊網使用專門的搜尋軟體。
奧特曼在他的知識庫中不僅包括報告“結果”部分的資料,還包括關於實驗是如何進行的,以及實驗者在解釋結果時所採用的事實和原則的資訊。奧特曼希望一旦他的知識庫有了一個良好的開端,世界各地的其他研究人員都願意效仿他的榜樣:他們也將編碼他們的研究出版物(使用他正在開發的程式)並將它們新增到知識庫中。
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研究人員應該從這樣的系統中獲得幾個優勢。例如,他們可以設定搜尋程式,以便在任何人輸入直接影響他們感興趣主題的新研究時提醒他們。其他功能可以立即提醒研究人員他們的發現與先前在其他地方報告的發現之間的衝突——即使是幾十年前完成的矛盾研究。
最重要的是,奧特曼認為他的知識庫實際上將幫助工作人員生成和檢驗假設,因為它將能夠快速評估一個新想法是否與迄今為止已知的一切相符。“你可以想象編寫一個查詢,說,‘給我所有體現假設 X 的這個數字的報告值,’”奧特曼在華盛頓特區醫學研究所最近的一次聚會上對一群醫師研究人員說。奧特曼試圖表示科學知識的做法借鑑了源自人工智慧但尚未在科學或日常生活中得到廣泛應用的想法。“科學家不會被取代,”他聲稱,“但他們將被增強。”
PROTEAN,一個計算機程式,利用眾多資料來源建立詳細的結構估計,例如來自核糖體的這種蛋白質複合物。可以輕鬆更改資料和約束條件以測試理論。 |
奧特曼的專業領域是核糖體的結構,核糖體是細胞內合成蛋白質的微小結構。核糖體是某些抗生素髮揮作用的部位,因此更好地瞭解核糖體引擎的工作原理可能會帶來巨大的醫療回報。奧特曼預計他的核糖體結構知識庫最終將擴充套件到納入相關領域研究人員感興趣的工作,例如那些研究 RNA 化學的研究人員。奧特曼的原型資訊庫 Riboweb 將很快透過網路訪問。
將書面研究報告轉化為計算機可以排序和組織的東西並非易事。奧特曼首次嘗試將已發表的論文轉化為機器可分析的形式花費了兩週時間,但隨著知識庫中的概念和關係不斷積累,表示後續論文所需的工作量已大幅下降。他的目標是製作使用者友好的程式,使科學家能夠在不到一個小時的時間內輸入他或她最新論文的內容。然後,任何擁有計算機和調變解調器的研究人員都可以結合所有其他相關發現來分析其中包含的研究。奧特曼最近獲得了國家醫學圖書館和國家科學基金會的資助,以開發他的系統。
Riboweb 只是網路上湧現的眾多富有想象力的研究專案之一,網路正在迅速發展成為一種協作工具,其功能遠遠超出簡單地釋出資料。例如,聖地亞哥超級計算中心 (SDSC) 的分子科學探索館允許研究人員檢查分子結構的詳細圖形渲染;然後,使用者可以點選超連結,直接連結到生成這些影像的研究報告。SDSC 還在網路上建立了一個實驗性的“計算分子生物學專案區”。巴黎巴斯德研究所的克勞丁·梅迪格建立了一個專家系統,以幫助研究人員利用計算機程式分析基因序列。
奧特曼認為,研究報告的計算機表示形式在具有明確概念和分析技術的成熟領域中尤其有用。在這些領域,深入研究新領域的研究人員應該能夠相對容易地編碼他們的結果。他的經驗向他表明,組合化學和臨床試驗以及大部分分子生物學等領域將特別適合計算機表示。
其他科學家正在饒有興趣地關注奧特曼的專案。加州大學聖克魯茲分校的核糖體生物學家小哈里·F·諾勒偶爾與奧特曼合作,他認為該計劃的成功將關鍵取決於編碼研究報告變得多麼容易。“當你完成一篇論文時,你差不多就要準備氧氣帳篷了,”他指出;研究人員將不願意投入更多的精力來將他們的發現輸入到一臺挑剔的計算機中。
另一個主要問題涉及誰將負責維護科學事業的計算機記錄。瑞士政府最近決定不再願意資助起源於研究專案的蛋白質資料庫 Swiss-Prot,這在生物醫學研究人員中引起了軒然大波。奧特曼承認,他無法永遠獨自執行 Riboweb。他希望學術出版商可能會介入管理它並建立其他科學知識庫。公司的利潤可能來自他們可以向其科學家客戶收取的小額費用。儘管大多數公司仍在努力尋找建立可持續——即“盈利”——基於網路的業務的方法,但一些大型學術出版商已經對 Riboweb 表示了興趣,奧特曼說。
許多老牌期刊已經邁出了邁向網路的步伐。也許科學最終會完全滑入網路空間,將研究人員和樹木從越來越長的書架在越來越多的詳細和佈滿灰塵的鉅著的重壓下呻吟的硬複製遺產中解放出來。