缺乏身體活動(dòng)，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(dòng)是全球十大死亡風(fēng)險(xiǎn)因素之一，是多種常見疾?。ɡ绶逝职Y、糖尿病和心血管疾?。┑闹饕L(fēng)險(xiǎn)因素。全球四分之一的成年人身體活動(dòng)不足。近期一些研究還顯示，睡眠時(shí)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(duì)集結(jié)機(jī)器學(xué)習(xí)、遺傳學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)和流行病學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域的科學(xué)家，開展了一項(xiàng)十分詳盡的全基因組關(guān)聯(lián)分析（GWAS），評(píng)估了身體活動(dòng)和睡眠時(shí)長的遺傳原因，找出14個(gè)與身體活動(dòng)、久坐和睡眠時(shí)間有關(guān)的基因位點(diǎn)。這項(xiàng)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(dòng)、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(xiàng)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(shí)間里戴上監(jiān)測(cè)身體活動(dòng)的手環(huán)，由研究人員對(duì)設(shè)備記錄的活動(dòng)數(shù)據(jù)展開分析。
機(jī)器學(xué)習(xí)在分析大量活動(dòng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)展現(xiàn)了強(qiáng)大的實(shí)力。“我們精心開發(fā)了機(jī)器學(xué)習(xí)模型，來教會(huì)機(jī)器分析諸如身體活動(dòng)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(dòng)識(shí)別出哪些數(shù)據(jù)是活動(dòng)時(shí)間、哪些數(shù)據(jù)是久坐時(shí)間等。
為了幫助機(jī)器判斷腕帶記錄數(shù)據(jù)中的活動(dòng)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(shí)間里每隔20秒拍照記錄他們進(jìn)行的活動(dòng)。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(dòng)數(shù)據(jù)與他們?cè)谟飿颖編熘械倪z傳信息相結(jié)合，找到14個(gè)與所測(cè)身體活動(dòng)量和睡眠特征相關(guān)的基因位點(diǎn)，其中有7個(gè)基因位點(diǎn)是首次發(fā)現(xiàn)。分析顯示，身體活動(dòng)和睡眠時(shí)長受到一些共同的遺傳變異影響。整體活動(dòng)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(dòng)時(shí)間等，男女所受遺傳影響沒有差異。
對(duì)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(dòng)有降低血壓的好處。過去一些研究雖然提示身體活動(dòng)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(xiàng)研究采用孟德爾隨機(jī)化（MR）分析，表明身體活動(dòng)水平高很可能是高血壓機(jī)率降低的原因。
這項(xiàng)研究可以幫助我們更好地理解睡眠、身體活動(dòng)及其對(duì)健康造成的影響。“我們?cè)趺磩?dòng)，為什么動(dòng)，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(dòng)量不夠的原因和后果。” Aiden Doherty博士說。
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