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量子计算在医学中的应用

量子计算被认为是医学领域最有前途的未来技术之一。虽然经典计算机在某些复杂问题上会遇到瓶颈,但量子计算机在理论上可以指数级地更快地执行某些计算。这为药物研发、个性化医疗和生物系统分析开辟了全新的可能性。量子计算为何与医学相关 许多医学挑战都极其耗费计算资源:重要应用领域 应用领域 量子计算的潜力 当前成熟度 药物开发 分子相互作用模拟 早期(概念验证) 蛋白质结构与折叠 AlphaFold等经典方法的补充 研究 基因组学与大数据 复杂遗传数据的快速分析 早期 医疗影像 改进的图像重建与分析 研究 优化问题 治疗、物流、资源分配的规划 早期试点项目 量子机器学习 诊断与预后的新型人工智能模型 研究 特别是,世界经济论坛将用于药物开发的量子模拟列为2026年十大新兴技术之一。 当前状态(2026年) 量子计算机…… 

世界经济论坛和Frontiers发布2026年十大新兴技术

日内瓦(LabNews Media LLC)– 世界经济论坛(WEF)和科学出版商Frontiers发布了2026年十大新兴技术。重点不再仅仅是人工智能,而是直接干预物理系统的技术——从能源供应到医学再到工业生产。十大技术中有八项直接影响着实际的基础设施、材料或生物过程。它们旨在帮助应对气候变化、粮食安全和目前无法治愈的疾病等挑战。十大技术包括:世界经济论坛的Stephan Mergenthaler强调,这些技术共同展示了一种新模式:竞争优势正从纯粹的软件转向对物理基础设施、材料和工业数据的控制。Frontiers的Frederick Fenter强调,影响力最大的技术正越来越多地从数字领域转向物理领域——尽管人工智能继续支持许多进步。该报告…… 

数字健康工具正在改变美国的医疗保健

纽约(LabNews Media LLC)——患者门户和健康应用程序等数字健康工具已成为美国医疗保健的固定组成部分。纽约大学朗格尼健康中心的一项广泛研究表明了这一点,该研究分析了超过1.4亿份患者数据和80多亿次患者与医务人员之间的互动。在2020年至2025年期间,患者通过安全门户发送给医生的消息数量增加了153%。与此同时,电话数量减少了6%。如今,至少有12%的美国人使用门户网站和应用程序来预约、查看检查结果或讨论治疗方案。然而,这项研究也表明,数字通信并非取代而是补充了面对面的就诊。在疫情期间下降后,现场就诊数量已恢复稳定。“我们的研究表明,使用… 

结直肠癌细胞可以改变身份以形成转移瘤

纽约(LabNews Media LLC)——结直肠癌细胞可以改变其身份,扩散到肝脏并在那里形成新的肿瘤。这是威尔康奈尔医学院和麻省理工学院(MIT)研究人员的一项研究表明的。研究重点是转录因子GATA6。通常情况下,它负责维持肠道内衬细胞的稳定身份。然而,在结直肠癌细胞中,GATA6的缺失会导致它们进入更原始、更灵活的状态。它们会采用胎儿基因程序,并从LGR5阳性细胞转变为LGR5阴性细胞,后者特别擅长形成肝转移瘤。在小鼠模型中,基因敲除GATA6导致肝转移瘤显著增加,而原发肿瘤的生长没有受到明显影响。反之,恢复GATA6则降低了癌细胞转移的能力。这项研究表明… 

新的基因网络方法识别出超过600个先前未知的精神分裂症基因

巴尔的摩(LabNews Media LLC)–一个国际研究团队利用一种新颖的基因网络方法,识别出600多个先前未知的与精神分裂症相关的基因。该研究发表在《自然·遗传学》杂志上。以往的遗传学研究主要集中在基因附近的变异上。由Lieber脑部发育研究所的Giulio Pergola博士领导的团队,首次系统地考虑了基因之间的长距离调控关系以及大脑中的基因共表达网络。该分析基于超过102,000人的遗传数据以及多个脑区的脑组织样本。研究人员共识别出641个与精神分裂症相关的新基因。涉及的生物学过程包括谷氨酸信号通路、脑细胞之间的通讯、免疫过程和大脑发育等。“大多数遗传学研究只在路灯下寻找,集中在疾病变异附近的基因…… 

约翰霍普金斯大学研究人员发现控制注意力的古老神经元

巴尔的摩(LabNews Media LLC)–约翰霍普金斯大学的研究人员发现了一个进化上非常古老的大脑区域中的神经元,它们在很大程度上控制着注意力。这些位于脑干的抑制性神经元会抑制干扰,从而实现选择性的空间注意力——这在所有脊椎动物中都存在,从鱼类到鸟类再到哺乳动物。此前人们认为注意力过程主要由高度发达的前额叶皮层控制。然而,新的发现表明,一个更古老的大脑干回路承担了这一功能。当研究人员暂时关闭小鼠的相应神经元时,动物变得非常容易分心。即使是微弱的干扰也会分散它们的注意力。第二天,当神经元重新激活时,小鼠能够再次成功地抑制干扰。“ADHD的一个特征是,即使是微弱的干扰也会分散注意力——而这正是我们在这里看到的,当…… 

设计生命的黎明:人工智能和合成生物学作为新的创造者

想象一个生命细胞,其遗传蓝图从未受到地球上亿万年试错进化的塑造。相反,它是由基于硅的智能通过在海量序列数据上运行生成算法而产生的。这个细胞根据代码选择的参数进行分裂、代谢和与环境互动。这类情景不再是遥远的猜测——它们代表了人工智能与合成生物学相遇的加速前沿。这种融合标志着人类与生命本身的关系发生了深刻的转变。非生物智能首次能够起源新的生物实体,超越了对现有生物体的简单改造,走向真正的创造。其影响将渗透到科学、哲学、伦理以及我们对存在的理解。本文探讨了这一发展所带来的证据、颠覆以及更深层次的问题,并对当智能成为生命的设计者意味着什么提出了独到的见解…… 

AlphaFold – 彻底改变蛋白质结构预测的人工智能

AlphaFold 是由 Google DeepMind 开发的人工智能系统,它能够以前所未有的精度预测蛋白质的三维结构——仅凭氨基酸序列。它被认为是过去几十年生物学领域最重大的突破之一。什么是 AlphaFold?蛋白质是生命的分子机器。它们的功能在很大程度上取决于其三维结构。几十年来,通过实验(例如使用 X 射线晶体学或低温电子显微镜)确定这种结构一直非常耗时且昂贵。AlphaFold 通过人工智能在很大程度上解决了这个问题。AlphaFold 如何工作?AlphaFold 结合了多种先进的人工智能技术:AlphaFold 3 还额外使用了一种扩散模型(类似于 Stable Diffusion 等图像生成器),该模型逐步从噪声中生成结构。影响和意义 当前发展(截至 2026 年)对 AlphaFold 的发展做出了重大贡献并领导了 AlphaFold 团队的 John Jumper 已离开 Google DeepMind 并加入…… 

诺贝尔奖得主约翰·詹珀将离开谷歌DeepMind,加入Anthropic

伦敦(LabNews Media LLC)– 人工智能系统AlphaFold的主要开发者之一、2024年诺贝尔化学奖共同获奖者约翰·詹珀(John Jumper)将离开谷歌DeepMind,加入人工智能公司Anthropic。谷歌DeepMind因此再次失去一位最杰出的研究人员。詹珀曾领导AlphaFold团队,该团队凭借其预测蛋白质结构的这项技术彻底改变了生物学研究。他在DeepMind工作了近九年,并在获得博士学位后不久就接管了AlphaFold项目。此次离职是谷歌DeepMind一系列离职事件的一部分。近几个月来,包括Gemini的联合开发者Noam Shazeer(加入OpenAI)和AlphaGo及AlphaZero背后的关键人物David Silver(已离开公司)在内的多位研究人员已离开该公司。Anthropic和OpenAI在短时间内挖走了谷歌的几位领军人物。詹珀本人及公司均未透露其离职的原因…… 

光子人工智能系统可实现超快医疗诊断,能耗极低

深圳(LabNews Media LLC)– 一个国际研究团队开发了一个光子人工智能系统,该系统能够以极高的速度和极低的能耗分析医学影像数据。在临床试验中,该系统在检测视网膜脱离和肝细胞癌方面达到了95%的准确率。在深圳大学教授韩章(Han Zhang)的带领下,研究人员将基于黑磷(BP)的范德华异质结与微腔光纤激光器相结合。这创造了一个全光纤平台(PNN),利用光而非电子进行数据处理。诊断一次肝脏CT扫描平均仅需0.8毫秒——比在高性能NVIDIA A100图形处理器上快100多倍。同时,该系统每次计算操作仅需0.608飞焦耳——比传统电子系统能耗低246倍。在深圳多家医院的真实患者数据测试中,该系统达到了97.6%的特异度。尤其是在早期肝癌(肿瘤小于…