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Michael Levin
塔夫茨大學科學家;我的實驗室研究生物、人工和混合系統多個尺度的解剖學和行為決策。
Michael Levin 已轉發
正如你所知,我對生物學中的冪律著迷,這是基本原則的生物學結果,例如熱力學第一定律中的能量守恆。Geoffrey West展示了高度優化的生物網絡——想想血管或呼吸系統——如何導致異速生長。具體而言,單位體重的能量產生(質量特定代謝率)隨著體重(M)的冪次-0.25而縮放。這是所謂的Kleiber法則(或者在我們的研究中稱之為Kleiber-West法則)的一部分,整體基礎代謝率隨著M^{0.75}而縮放。這就是為什麼大象每克能量的消耗效率比老鼠高,但老鼠卻活得快、死得早。
有趣的是,這種相同的縮放在日常生活中也會出現,比如睡眠。在哺乳動物中,每日睡眠時間遵循類似的冪律:隨著體型的增大而減少,約為M^{-0.25}。像鼩鼱這樣的小動物可能每天打盹15小時以上,而像鯨魚這樣的巨型動物則只需幾小時。
這是一個線索,表明睡眠與新陳代謝密切相關。神經系統是能量的消耗者,儘管只佔我們體重的2%,卻消耗了我們身體多達20%的氧氣。在較小的生物中,這些分形般的分佈網絡每個細胞提供更多的氧氣,讓它們的大腦以更快的發射速率和更高的能量需求運行得更“熱”。但這種加速的新陳代謝更快地耗盡資源,造成能量赤字,睡眠可能是為了解決這個問題而進化而來的。從本質上講,更小的哺乳動物更快地消耗神經燃料,需要更多的休息時間來補充。
在這種觀點下,睡眠不僅僅是休息——它是Kleiber-West縮放所施加的能量權衡的古老修復,確保高代謝的生物不會燒壞它們的電路。當然,今天的睡眠還有其他的好處。在人類和其他哺乳動物中,它通過在REM階段修剪不必要的突觸來鞏固記憶,並通過淋巴系統清除大腦毒素,這在非REM睡眠期間會加速運作,以沖洗出像β-淀粉樣蛋白這樣的廢物。
睡眠與新陳代謝的關係可能有來自進化歷史的證據。厭氧代謝的出現可能與20億年前的偉大氧化事件有關。下一次氧化事件(新元古代氧化事件,7.5億年前)為寒武紀大爆發的出現奠定了基礎,導致各物種神經系統的出現。自那以後,我們就再也沒有足夠的氧氣了。
關於@RafSarnataro等人的一篇偉大Nature論文的鏈接,以及該研究的一些實際意義在下一條評論中。像往常一樣,請點贊和轉發——這是很酷的科學(感謝@Alexey_Kadet提出這個話題)
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我不知道誰需要聽這個,但我還是要說。對於所有發送我你們一生心血卻沒有得到回覆的人,我深感抱歉。相信我,我知道全心投入一套理念,並將所有的血、汗和淚水都傾注其中的感覺。我了解有一個不尋常的故事要講,並且發現很難從主流中獲得關注的感受。我知道當一個想法抓住你並要求你推進它時的感覺。但我每天收到500到700封新郵件。我幾乎無法處理來自我的博士後、學生、合作者、項目官員、期刊編輯和同事的郵件——這些人是我有承諾和需要履行的承諾的人。事情很多,研究和生物醫學的路線圖是我的主要責任。我根本無法看到大多數人發給我的關於他們最喜愛的萬有理論或精彩想法的郵件(每天大約20到30封);推特或回覆也是如此——我是否能看到完全是運氣。如果你沒有得到回覆,我幾乎可以肯定我沒有時間看到。這並不反映工作的質量。實際上,我相信在這成千上萬的郵件中,可能有一些真正的瑰寶。但我沒有時間去篩選那些。而且很多都不在我的專業範疇內——從驅魔到量子理論,大多數與我或我的知識基礎無關。哦,還有一個事實是,出於法律原因,我不被允許查看任何未經請求的非公共信息(例如,文件而不是像OSF Preprints主辦的預印本鏈接)。但無論如何,要查看你的大想法,我必須放棄我的一個想法或我的博士後的想法。這只是一天24小時的簡單數學。我很抱歉;我希望每個人都有機會讓合格的人來關注他們辛勤工作的成果。
哦,這是一個有趣的模式,它分為幾個階段……第一階段是一封友好的初始郵件——「我喜歡你的工作,看看這個,這很重要」。第二階段仍然很友好——「我知道你很忙,但這個真的很好,不像其他的,你必須抽時間看看這個。」第三階段開始變得惱怒:「你以為你太大了不想跟我說話?你有什麼權利忽視這個?」第四階段是咒罵和各種侮辱和粗話,混合著合作的提議(這些是我最喜歡的)。第五階段是完全的威脅(並不是所有人都能到達第五階段,但足夠多)。所以對於那些停在第一或第二階段的人,謝謝你們保持理智,我很感激。對於那些沒有的人,也許我會把你們連接在一起,你們可以在沒有我參與的情況下解決問題……另外,如果你們在第四到第五階段,繼續保持——你們的郵件將被保存為我將來出版的一本書——我不需要評論,只是郵件接著郵件,它們自會說明。我預見這本書會有巨大的銷量——這些都是一些瘋狂的東西。也許我會找一位藝術家來為它們插畫。
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我不斷感到煩惱,因為我沒有時間閱讀來自相關領域的優秀人士所發表的越來越多的精彩論文。其他科學家也面臨同樣的問題,沒有時間閱讀我那些冗長的概念性論文。那么,我們到底是為誰寫這些論文呢?
我想,至少在他們因自己的工作而面臨同樣問題之前,AI將是唯一能夠真正有時間閱讀這些內容的存在。我並不是特別指今天的語言模型——我們假設我們指的是任何不可避免的AI,能夠閱讀文獻並對研究產生影響(無論是通過與人類對話還是運行實驗室自動化/機器人科學家平台)。
那麼:我們應該如何寫作,因為我們的許多觀眾將是AI(加上半人類、混合體、增強人類等)?也許現在還為時已早,不知道該怎麼做,但我們最好開始思考這個問題,因為假設我們的觀眾將永遠是今天的人類似乎是不可行的。認真對待這個想法,即有一天影響力的觀眾將會非常不同,而我們現在所寫的東西在某種意義上是為未來真正多樣的存在進行的訓練集,我們的寫作會如何改變?或者不會改變?
你們怎麼看 @danfaggella @mpshanahan @Plinz @blaiseaguera ?
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