缺乏身體活動，已成為全球性的公共衛(wèi)生問題。世界衛(wèi)生組織的數(shù)據(jù)顯示，缺乏身體活動是全球十大死亡風(fēng)險因素之一，是多種常見疾病（例如肥胖癥、糖尿病和心血管疾病）的主要風(fēng)險因素。全球四分之一的成年人身體活動不足。近期一些研究還顯示，睡眠時間長短與心臟病、代謝疾病和**障礙也有關(guān)系。
英國牛津大學(xué)的研究團(tuán)隊集結(jié)機(jī)器學(xué)習(xí)、遺傳學(xué)、統(tǒng)計學(xué)和流行病學(xué)等多個領(lǐng)域的科學(xué)家，開展了一項十分詳盡的全基因組關(guān)聯(lián)分析（GWAS），評估了身體活動和睡眠時長的遺傳原因，找出14個與身體活動、久坐和睡眠時間有關(guān)的基因位點。這項研究結(jié)果近日發(fā)表在了《自然》子刊《Nature Communications》上。
“即便是像運(yùn)動、休息和睡眠這些最基本的人類生理功能，要理解背后復(fù)雜的遺傳基礎(chǔ)，只能通過海量數(shù)據(jù)的分析研究，例如英國生物樣本庫（UK biobank）這類數(shù)據(jù)。” 該項目的主要負(fù)責(zé)人、牛津大學(xué)大數(shù)據(jù)研究所的Aiden Doherty博士介紹。
英國生物樣本庫的91105名參與者在連續(xù)一周的時間里戴上監(jiān)測身體活動的手環(huán)，由研究人員對設(shè)備記錄的活動數(shù)據(jù)展開分析。
機(jī)器學(xué)習(xí)在分析大量活動監(jiān)測數(shù)據(jù)時展現(xiàn)了強(qiáng)大的實力。“我們精心開發(fā)了機(jī)器學(xué)習(xí)模型，來教會機(jī)器分析諸如身體活動的復(fù)雜功能。” 該研究的主要分析員之一Karl Smith-Byrne博士說。這些模型讓機(jī)器可以自動識別出哪些數(shù)據(jù)是活動時間、哪些數(shù)據(jù)是久坐時間等。
為了幫助機(jī)器判斷腕帶記錄數(shù)據(jù)中的活動類型，研究人員讓200名志愿受試者佩戴上特制攝像頭，在兩天時間里每隔20秒拍照記錄他們進(jìn)行的活動。圖像和腕帶記錄的數(shù)據(jù)相結(jié)合，為闡釋數(shù)據(jù)提供指導(dǎo)。
然后，研究人員把這些參與者的身體活動數(shù)據(jù)與他們在英國生物樣本庫中的遺傳信息相結(jié)合，找到14個與所測身體活動量和睡眠特征相關(guān)的基因位點，其中有7個基因位點是首次發(fā)現(xiàn)。分析顯示，身體活動和睡眠時長受到一些共同的遺傳變異影響。整體活動和久坐行為上，女性比男性受到的遺傳影響大；但睡眠、行走和中等強(qiáng)度的活動時間等，男女所受遺傳影響沒有差異。
對人類基因數(shù)據(jù)的進(jìn)一步分析還首次證明了增加身體活動有降低血壓的好處。過去一些研究雖然提示身體活動和疾病之間有相關(guān)性，但是基于問卷調(diào)查、行為干預(yù)等傳統(tǒng)觀察方式所限，很難確定其相關(guān)性是真正的因果關(guān)系還是其他因素造成的偏誤。而該項研究采用孟德爾隨機(jī)化（MR）分析，表明身體活動水平高很可能是高血壓機(jī)率降低的原因。
這項研究可以幫助我們更好地理解睡眠、身體活動及其對健康造成的影響。“我們怎么動，為什么動，并不是全都和基因有關(guān)。但是，理解基因所起的作用，可以幫助我們理解運(yùn)動量不夠的原因和后果。” Aiden Doherty博士說。
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