缺乏身體活動(dòng)，已成為全球性的公共衛生問(wèn)題。世界衛生組織的數據顯示，缺乏身體活動(dòng)是全球十大死亡風(fēng)險因素之一，是多種常見(jiàn)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(dòng)不足。近期一些研究還顯示，睡眠時(shí)間長(cháng)短與心臟病、代謝疾病和**障礙也有關(guān)系。
英國牛津大學(xué)的研究團隊集結機器學(xué)習、遺傳學(xué)、統計學(xué)和流行病學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域的科學(xué)家，開(kāi)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(dòng)和睡眠時(shí)長(cháng)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)。這項研究結果近日發(fā)表在了《自然》子刊《Nature Communications》上。
“即便是像運動(dòng)、休息和睡眠這些最基本的人類(lèi)生理功能，要理解背后復雜的遺傳基礎，只能通過(guò)海量數據的分析研究，例如英國生物樣本庫（UK biobank）這類(lèi)數據。” 該項目的主要負責人、牛津大學(xué)大數據研究所的Aiden Doherty博士介紹。
英國生物樣本庫的91105名參與者在連續一周的時(shí)間里戴上監測身體活動(dòng)的手環(huán)，由研究人員對設備記錄的活動(dòng)數據展開(kāi)分析。
機器學(xué)習在分析大量活動(dòng)監測數據時(shí)展現了強大的實(shí)力。“我們精心開(kāi)發(fā)了機器學(xué)習模型，來(lái)教會(huì )機器分析諸如身體活動(dòng)的復雜功能。” 該研究的主要分析員之一Karl Smith-Byrne博士說(shuō)。這些模型讓機器可以自動(dòng)識別出哪些數據是活動(dòng)時(shí)間、哪些數據是久坐時(shí)間等。
為了幫助機器判斷腕帶記錄數據中的活動(dòng)類(lèi)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據相結合，為闡釋數據提供指導。
然后，研究人員把這些參與者的身體活動(dòng)數據與他們在英國生物樣本庫中的遺傳信息相結合，找到14個(gè)與所測身體活動(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。分析顯示，身體活動(dòng)和睡眠時(shí)長(cháng)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、行走和中等強度的活動(dòng)時(shí)間等，男女所受遺傳影響沒(méi)有差異。
對人類(lèi)基因數據的進(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(guò)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(wèn)卷調查、行為干預等傳統觀(guān)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?tīng)栯S機化（MR）分析，表明身體活動(dòng)水平高很可能是高血壓機率降低的原因。
這項研究可以幫助我們更好地理解睡眠、身體活動(dòng)及其對健康造成的影響。“我們怎么動(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動(dòng)量不夠的原因和后果。” Aiden Doherty博士說(shuō)。
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