中國(guó)IDC圈5月19日?qǐng)?bào)道，生命科學(xué)的大數(shù)據(jù)還處在比較初始的階段，否則國(guó)家也不會(huì)現(xiàn)在才開(kāi)始提出精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)這樣的概念。所謂精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)想通過(guò)大數(shù)據(jù)模型準(zhǔn)確預(yù)測(cè)預(yù)防，個(gè)性化的給每個(gè)人提供健康解決方案的項(xiàng)目。
機(jī)能強(qiáng)大的人腦
作為生命科學(xué)來(lái)說(shuō)首先是要認(rèn)識(shí)自己，這是剛剛?cè)ナ赖募{什，諾貝爾獎(jiǎng)獲得者，這個(gè)圖片講的是他到五角大樓里面去幫五角大樓破解蘇聯(lián)密碼，結(jié)果他看著滿墻數(shù)字跳動(dòng)的時(shí)候很自然的圈定幾個(gè)數(shù)字，把蘇聯(lián)計(jì)劃進(jìn)入美國(guó)的經(jīng)緯度所謂的密碼數(shù)字圈了出來(lái)，幫助五角大樓瓦解蘇聯(lián)的進(jìn)攻。
從這個(gè)例子我們應(yīng)該看到其實(shí)我們每個(gè)人的大腦都是非常強(qiáng)的大數(shù)據(jù)處理機(jī)器，接下去我大概講一下我們大腦為什么會(huì)這么強(qiáng)，大腦的處理能力有多強(qiáng)。我們大腦只有140億個(gè)腦細(xì)胞，從出生到死亡基本是不會(huì)變的。為什么從出生到死亡我們的知識(shí)是不一樣的，就是因?yàn)槟X細(xì)胞會(huì)建立突出的連接，這個(gè)人越聰明突出的連接就越復(fù)雜。
二是大腦的能耗特別低，只有20瓦，大家在拼命思考的時(shí)候腦子會(huì)發(fā)熱，不會(huì)像CPU一樣熱的過(guò)高燒起來(lái)。
我們做一項(xiàng)對(duì)比，我們把大腦跟英特爾剛出的e7的CPU對(duì)比，這樣一個(gè)CPU大概有56億個(gè)，能耗要105瓦，我們大腦在能耗上面跟CPU對(duì)比處理能力和能耗比，比現(xiàn)在的機(jī)器強(qiáng)很多。
從一生過(guò)程來(lái)看，人的一生大概能存儲(chǔ)100PB的存儲(chǔ)量，是美國(guó)600個(gè)國(guó)家圖書(shū)館的量，加起來(lái)是140PB，正常人是能存儲(chǔ)140個(gè)PB。這是什么概念?比如說(shuō)因特網(wǎng)上所有的音樂(lè)加起來(lái)就是10個(gè)P左右。大腦的集散能力也特別強(qiáng)，一天能處理86G的信息，如果把處理能力換算成超算的計(jì)算速度，大腦的計(jì)算速度在3.5EFlops，現(xiàn)在超級(jí)計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有達(dá)到。
現(xiàn)在最快的天河2號(hào)連續(xù)五年拿到了世界超算排名第一的計(jì)算機(jī)研究，可見(jiàn)大腦的計(jì)算能力相當(dāng)可以。另外一個(gè)例子，我們眼睛的分辨率大概是5.7千萬(wàn)像素，人的眼睛到這么高的分辨率，但人的大腦還能實(shí)時(shí)處理這些圖片，以每秒25幀的數(shù)據(jù)處理，大腦的數(shù)據(jù)能力是非常強(qiáng)的。
我們先認(rèn)識(shí)一下自己的大腦還是非常強(qiáng)大的，在某個(gè)專業(yè)領(lǐng)域跟計(jì)算機(jī)領(lǐng)域比還是有不足，但整體比較計(jì)算機(jī)是很難超越人的大腦的。
人體大數(shù)據(jù)
我們說(shuō)到大數(shù)據(jù)有兩層含義，有的大數(shù)據(jù)是數(shù)量上面的，有的大數(shù)據(jù)是數(shù)據(jù)大小上面。我們?cè)賮?lái)認(rèn)識(shí)一下我們自己身體其它部位的大數(shù)據(jù)的情況，人類的基因是30億個(gè)堿基，整個(gè)身體大概是100萬(wàn)億個(gè)細(xì)胞，同時(shí)在我們的腸道里有一千萬(wàn)億個(gè)細(xì)菌，腸道是我們的外環(huán)境，不要以為是我們的內(nèi)環(huán)境，我們的生活是內(nèi)外相互作用的結(jié)果。
如果把跟健康所有相關(guān)的數(shù)據(jù)匯總在一些，看看有哪些類型，要使遺傳信息有功能的話，把基因組信息翻譯成RA，再翻譯成蛋白 ，同時(shí)基因組還跟環(huán)境有一定的相互作用，這個(gè)相互作用是通過(guò)這里的表觀組學(xué)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。我們體內(nèi)還有很多小分子，我們這里說(shuō)的叫Metabolome，Microbiome是我剛才提到的一千萬(wàn)億數(shù)量的細(xì)菌，這些遺傳因素跟我們的環(huán)境有相互關(guān)系。
同時(shí)現(xiàn)在可穿戴的設(shè)備特別流行，日常生活中的心電、血糖、心率都可以通過(guò)可穿戴設(shè)備記錄下來(lái)，這也跟日常健康有很大的關(guān)系。跟神奇的是，大家不要以為社交網(wǎng)絡(luò)跟身體沒(méi)關(guān)系，其實(shí)社交網(wǎng)絡(luò)跟我們內(nèi)在基因也是有一定的關(guān)系的，但隨著研究的發(fā)展這種關(guān)系可能會(huì)越來(lái)越強(qiáng)。
環(huán)境對(duì)人的影響
接下去把每個(gè)類型展開(kāi)，首先講環(huán)境，每個(gè)人的健康一出生50%健康的情況就已經(jīng)決定了，由你內(nèi)在遺傳的物質(zhì)決定，DNA決定了你接下去的生活是什么樣的情況，另外50%就是我們剛才說(shuō)的外在的環(huán)境，會(huì)對(duì)我們的健康生活產(chǎn)生一定的影響，這個(gè)占50%的樣子。
這個(gè)是表觀組學(xué)，這個(gè)主要反應(yīng)了環(huán)境跟內(nèi)在DNA相互作用的情況。在我們?nèi)畠|的堿基里面只有2%的堿基是表達(dá)基因的，另外98%在科學(xué)里面叫做垃圾基因，不管是2%的基因還是98%的垃圾基因里面都有一些“短創(chuàng)”，這個(gè)短創(chuàng)對(duì)基因組的功能起到調(diào)控作用?？茖W(xué)研究表明，在三十億堿基里面我們發(fā)現(xiàn)了28890個(gè)，這個(gè)在有功能的2%的部分里大概有56%的基因功能是受它控制的。
要把基因組環(huán)境和人的關(guān)系建立起來(lái)的話，其實(shí)要在不同的環(huán)境里測(cè)表觀組的情況，一個(gè)人需要2個(gè)T的數(shù)據(jù)來(lái)存儲(chǔ)。