2025年7月10日至12日,中国科学院院士谭蔚泓在2025第三届中外院士前沿科技论坛上发表“数智推演生物医学”主题报告。谭蔚泓院士认为,,赋能生物医学成为定量科学。为此,中国科学院杭州医学研究所发起了数智推演生物医学行动计划。该计划旨在推动生物医学从宏观定性科学成为系统定量科学,利用数学语言定量表述生命现象及疾病机制。
分析认为,谭蔚泓院士强调“人工智能将为生物医学带来革命性认知”的核心原因在于,AI 从根本上改变了生物医学研究的范式、深度和效率,使其能够解决传统方法难以企及的复杂问题,从而推动对生命系统前所未有的理解。具体分析如下:
(一)背景: 现代生物医学产生了海量、高维、异构的数据(基因组、蛋白质组、影像、电子病历等),传统分析方法已不堪重负。
1.高效挖掘: 机器学习(尤其是深度学习)能快速、精准地从海量数据中发现隐藏的模式、关联和信号(如疾病标志物、药物靶点)。
2.整合多组学数据: AI 擅长整合基因组、转录组、表观组、蛋白组、代谢组等多维度数据,构建更完整的“生命网络图谱”,揭示单一维度无法发现的机制。
(三)革命性认知: 使研究者能从“数据噪声”中提炼出真正的生物学意义和临床洞见,将“大数据”转化为“深知识”。
(一)背景: 生命系统是高度动态、非线性、多层次的复杂网络(分子、细胞、组织、器官、个体),传统还原论方法难以全面把握。
1.建模复杂系统: 利用图神经网络、生成式AI等工具,构建细胞信号通路、基因调控网络、器官相互作用等复杂系统的预测模型。
2.模拟动态过程: AI 可模拟药物在体内的动态分布、代谢过程,或疾病(如癌症、神经退行性疾病)的演化进程。
3.理解“涌现”特性: 帮助理解从微观分子相互作用如何“涌现”出宏观生理或病理表型。
(三)革命性认知: 提供理解生命复杂性和动态性的新框架,超越静态、片段化的尊龙凯时科技认知,走向系统化、预测性的理解。
(一)背景: “一刀切”的治疗模式效率低下。精准医学需基于个体独特的生物学特征(基因、环境、生活方式)。
1.精准诊断与分型: 分析影像、病理切片、分子数据,实现更早、更准、更细粒度的疾病诊断和亚型分类(如癌症分子分型)。
2.个性化治疗预测: 预测个体对特定药物或疗法的反应、疗效和潜在毒副作用,指导最优治疗方案选择。
3.疾病风险预测: 整合遗传、临床和生活方式数据,预测个体患病风险,实现主动健康管理。
(三)革命性认知: 将医学实践从基于“群体平均”推向基于“个体独特性”,实现对疾病和健康的“量身定制”管理。
(一)背景: 传统药物研发耗资巨大(10亿美元)、周期漫长(10年)、失败率高(90%)。
1.靶点发现: 快速识别新的、潜在的、有治疗价值的生物靶点(蛋白质、基因等)。
2.药物设计与生成: 利用生成式AI设计具有特定性质(高活性、低毒性、良好药代)的全新分子结构,或优化已知分子。
3.虚拟筛选与药效预测: 在计算机中大规模、快速筛选候选药物,预测其结合活性和成药性,大幅减少实验成本。
4.临床试验优化: 设计更高效的临床试验方案,精准招募患者,实时监测数据。
(三)革命性认知: 极大缩短研发周期、降低成本、提高成功率,加速将“科学发现”转化为“救命良药”。
1.智能辅助诊断: AI影像识别、病理分析、辅助决策系统,提升医生诊断效率和准确性。
2.智能健康管理: 利用可穿戴设备数据、电子健康记录,AI可提供个性化健康建议、预警潜在风险。
(三)革命性认知: 推动医疗模式从“疾病治疗”向“健康维护”转变,从“被动响应”向“主动预防”转变,提升整体医疗可及性和质量。
六、谭蔚泓院士视角的延伸思考。作为化学生物学和分子医学领域的顶尖专家(尤其在核酸适体、分子诊断方向),谭院士深知:
(一)分子层面的复杂性: 生物大分子的相互作用、动态变化极其微妙复杂,AI是解析其规律的有力工具。
(二)诊断技术的革新: AI 与他深耕的分子诊断(如基于核酸适体的液体活检)结合,可极大提升早期、无创、动态监测疾病的能力。
(三)交叉融合的必然: 生物医学的未来在于与信息科学(AI/大数据)、工程学、材料学等的深度融合。AI是这场融合的核心引擎。
七、结论。谭蔚泓院士强调AI带来“革命性认知”,核心在于AI突破了人类认知的固有局限:
因此,这不仅意味着研究工具和效率的提升,更代表着对生命本质、疾病机制、健康维护的理解范式发生了根本性转变——从模糊走向清晰,从静态走向动态,从群体走向个体,从被动走向主动。 这正是AI驱动下生物医学领域正在发生的、深刻的“认知革命”。
全国高校人工智能与大数据创新联盟(简称:高校联盟)是由清华大学、浙江大学、中南大学、东北大学、上海工程技术大学、重庆邮电大学、东北林业大学、佛山科学技术学院、曲阜师范大学、黑龙江大学、海豚大数据科技等全国54家高校、企业共同发起,于2018年5月26日在北京中国科技会堂正式成立。迄今为止,联盟发展会员300多家, 覆盖全国20多个省市。联盟由一批积极投身于“人工智能、大数据、区块链”教育事业的高校、科研机构、企事业单位和个人自愿组成的公益性、全国性学术交流服务平台。中国工程院原常务副院长、中国工程院院士潘云鹤、中国科学院院士陈国良、中国工程院院士李伯虎担任联盟名誉理事长,中国工程院院士谭建荣担任联盟理事长。联盟工作接受工信部、国家网信办等政府部门行政管理和业务指导。联盟主要工作是推进产教融合、校企合作、协同育人。(加盟微信)
华算人工智能研究院全称是“山西省华算人工智能研究院有限公司”,是经山西转型综合改革示范区管理委员会批准,于2023年10月在太原成立的第一批专业研究人工智能、赋能数字经济产业发展的独立法人组织。华算人工智能研究院依托全国高校人工智能与大数据创新联盟专家委员会及理事会资源,按照山西省委省政府、山西转型综合改革示范区管理委员会发展人工智能、数字经济的系列文件精神和工作计划,将研究院打造成为山西省发展人工智能、数字经济的示范应用推广平台,同时面向全国开展人工智能业务。华算人工智能研究院名誉院长由中国工程院院士李伯虎担任。研究院内设AI产业学院共建中心、实训实习就业中心、实验室建设中心、专家智库等6个职能部门。欢迎加入华算人工智能研究院专家智库,共同赋能高校AI人才培养及产教融合事业发展。
全国高校人工智能与大数据创新联盟区块链专委会(简称:高校区块链专委会),是由北京大学、浙江大学、武汉大学、西南财经大学、北京交通大学、郑州大学、贵州大学、桂林电子科技大学、山西农业大学、佛山科学技术学院、陕西师范大学、中国网安、海豚大数据科技等全国40多家高校、企业和机构共同发起,于2019年12月7日在广东省佛山市正式成立。目前发展高校及企业会员70多家。中国工程院院士、浙江大学教授陈纯担任高校区块链专委会名誉顾问;福州大学教授蔡维德、中国计算机学会区块链专委会主任斯雪明教授、中国人民银行数字货币研究所副所长狄刚担任高校区块链专委会名誉主任;北京大学信息科学技术学院区块链中心主任陈钟教授担任高校区块链专委会主任。高校区块链专委会主要工作是促进高校区块链教育,为高校区块链专业建设及学科发展提供专家咨询服务。
全国高校人工智能与大数据创新联盟元宇宙专业委员会(简称:高校元宇宙专委会),是由清华大学、湖南大学、浙江大学、四川大学、汕头大学、河北金融学院、保定市元宇宙协会、英伟达中国、海尔衣联网研究院、海豚大数据科技(天津)有限公司等全国20多所高校、企业和机构共同发起,于2022年11月5日在北京正式成立。中国工程院院士、计算机软件与虚拟现实领域专家赵沁平担任高校元宇宙专委会名誉顾问;中国工程院院士、北京航空航天大学电气与自动化学院名誉院长、中国航天科工集团有限公司科技委高级顾问李伯虎担任高校元宇宙专委会名誉主任;清华大学信息国研中心可信软件和大数据部常务副主任邢春晓担任高校元宇宙专委会主任委员。目前已发展高校及企业会员30多家。高校元宇宙专委会主要工作是促进高校元宇宙教育、加强校企合作、推动元宇宙专业建设及学科发展,为元宇宙教育教学提供专家咨询服务。
全国高校人工智能与大数据创新联盟数字经济专业委员会(简称:高校数字经济专委会),是由华算人工智能研究院、清华大学、北京大学、中国人民大学、中国社会科学院信息化研究中心、四川大学、北京外国语大学、北京科技大学、北京工业大学、北京语言大学、北京化工大学、北京联合大学、北京物资学院、北京印刷学院、西藏民族大学、河北金融学院、重庆财经学院、苏州城市学院、北京中关村软件园、百度、海豚大数据科技等全国60多家高校、企业和机构共同发起,于2024年1月12日在北京正式成立。清华大学经济管理学院教授姜旭平、北京大学信息管理系教授赖茂生、中国社会科学院信息化研究中心主任姜奇平、中国科学院大学经济与管理学院教授吕本富担任高校数字经济专委会主任委员。高校数字经济专委会主要工作是促进高校数字经济专业建设及学科发展,推动产学研合作,为高校数字经济专业教育教学提供专家咨询服务。
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