OpenAI投入長生不老研究

來源：量子號

提到人工智能對科學的貢獻，你可能會想到 AlphaFold，這是谷歌 DeepMind 的蛋白質折疊程序，其創建者去年獲得了諾貝爾獎。

現在，OpenAI 表示它也要進入科學領域——建立一個蛋白質工程模型。

該公司表示，它已經开發出一種語言模型，可以構想出能夠將普通細胞轉化爲幹細胞的蛋白質——而且它已經輕松擊敗了人類。

這項研究是 OpenAI 首個專注於生物數據的模型，也是該公司首次公开宣稱其模型能夠提供意想不到的科學結果。因此，這是朝着確定人工智能能否做出真正發現邁出的一步，有人認爲這是邁向“通用人工智能”的重大考驗。

上周，OpenAI 首席執行官薩姆·奧特曼表示，他“相信”他的公司知道如何構建通用人工智能，並補充說“超級智能工具可以極大地加速科學發現和創新，遠遠超出我們人類自己能夠做到的範圍”。 

該蛋白質工程項目始於一年前，當時位於舊金山的長壽研究公司“逆向生物科學”（Retro Biosciences）與 OpenAI 接洽，商討合作事宜。

這次合作並非偶然。據報道， OpenAI 首席執行官薩姆·奧特曼個人向 Retro 公司提供了 1.8 億美元（約合 13.18 億元人民幣）的資助。

（圖源：OpenAI）

Retro 公司的目標是將正常人類壽命延長 10 年。爲此，該公司研究了所謂的山中伸彌因子（Yamanaka factors，或稱爲誘導性多能幹細胞）。這是一組蛋白質，當它們被添加到人類皮膚細胞中時，會使其變成看似年輕的幹細胞，這種類型的細胞可以產生體內的任何其他組織。 

Retro 公司以及阿爾托斯實驗室（Altos Labs）等資金雄厚的公司的研究人員認爲，這種現象是讓動物返老還童、制造人體器官或提供替代細胞的可能起點。

但這種細胞“重編程”的效率不高。它需要數周時間，而且在實驗室培養皿中處理的細胞中只有不到 1% 能夠完成再生之旅。

OpenAI 的新模型名爲 GPT-4b micro，經過訓練後，它能提出重新設計蛋白質因子以增強其功能的方法。據 OpenAI 稱，研究人員利用該模型的建議將兩個山中伸彌因子的效率提高了 50 倍以上——至少根據一些初步測量結果是如此。 

“總體而言，這些蛋白質似乎比科學家自己生產的更好，”OpenAI 研究員約翰·霍爾曼表示。

霍爾曼和 OpenAI 的亞倫·傑克以及 Retro 公司的裏科·梅尼是該模型的主要开發人員。

外部科學家在結果發表之前無法判斷其是否真實，而這兩家公司表示他們正在計劃這樣做。該模型也尚未得到更廣泛的應用——它仍然是一個定制的演示，而不是正式的產品發布。

“這個項目旨在表明，我們對科學的貢獻是認真的，”傑克說道。“但這些能力是否會以單獨的模型面世，還是會融入我們的主要推理模型中——這還有待確定。”

該模型的工作原理與谷歌的 AlphaFold 不同，後者可以預測蛋白質的形狀。OpenAI 表示，由於山中伸彌因子是異常柔軟且非結構化的蛋白質，因此他們要求採用不同的方法，而其大型語言模型非常適合這種方法。

該模型的訓練基於來自許多物種的蛋白質序列樣本，以及哪些蛋白質傾向於相互作用的信息。雖然數據量很大，但這只是 OpenAI 旗艦聊天機器人訓練數據的一小部分，因此 GPT-4b 是使用集中數據集的“小型語言模型”的一個範例。

一旦 Retro 公司的科學家得到了這個模型，他們就會試圖引導模型提出對山中伸彌蛋白質進行重新設計的可能性。所用的提示策略類似於“少量樣本”方法，用戶通過提供一系列帶有答案的示例來向聊天機器人提問，然後提供一個例子讓機器人做出回應。

盡管基因工程師有辦法在實驗室中指導分子進化，但他們通常只能測試有限的幾種可能性。而且，即使是一般長度的蛋白質，也可以以近乎無限的方式改變（因爲它們是由數百種氨基酸構成的，每種氨基酸都有 20 種可能的變體）。

然而，OpenAI 的模型經常會給出改變蛋白質中三分之一氨基酸的建議。

“我們立即將這個模型投入實驗室，並獲得了實際結果，”Retro 公司首席執行官喬·貝茨-拉克魯瓦稱。他還表示，該模型的理念非常好，在相當一部分案例中比原來的山中伸彌因子有所改進。

哈佛大學老齡化研究專家、Retro 公司顧問瓦迪姆·格拉迪舍夫表示，我們需要更好的幹細胞制造方法。“對我們來說，這將非常有用。[皮膚細胞] 很容易重新編程，但其他細胞則不然，”他說。“而且在一個新的物種中進行重編程——通常會有極大的不同，而且你什么也得不到。” 

GPT-4b 究竟是如何得出猜測結果的，目前還不清楚——人工智能模型通常都是這樣。“這就像 AlphaGo 擊敗了圍棋界最優秀的人類選手，但花了很長時間才找出原因，”貝茨-拉克魯瓦說。“我們仍在努力弄清楚它的作用，我們認爲我們應用它的方式只是觸及了表面。”

OpenAI 首席執行官薩姆·奧特曼（圖源：TechCrunch, CC BY 2.0, via Wikimedia Commons）

OpenAI 表示，此次合作中沒有涉及任何金錢交易。但由於這項研究可能使 Retro 公司受益（其最大投資者是奧特曼），因此這一消息可能會讓人們對 OpenAI 首席執行官的副業產生更多疑問。

去年，《華爾街日報》稱，奧特曼對私人科技初創企業的廣泛投資相當於一個“不透明的投資帝國”，並且“正在產生越來越多潛在的衝突”，因爲其中一些公司也與 OpenAI 有業務往來。

對於 Retro 公司來說，只要與奧特曼、OpenAI 和通用人工智能競賽聯系在一起，就能提升其知名度，增強其招聘員工和籌集資金的能力。貝茨-拉克魯瓦沒有回答有關這家早期公司目前是否處於籌資階段的問題。

OpenAI 表示，奧特曼並未直接參與這項工作，公司也從未根據奧特曼的其他投資做出決策。