新京报讯（记者张璐）10月11日，记者从北京雁栖湖应用数学研究院获悉，该院科研人员构建了“超网”模型，能解析随机、非线性、不确定的自然现象的内在规律，未来有望在疾病治疗等复杂问题上发挥作用。相关成果以《复杂系统高阶相互作用的超网建模与拓扑》为题，在《美国国家科学院院刊》（PNAS）上发表。
据北京雁栖湖应用数学研究院副院长邬荣领介绍，高阶相互作用是复杂系统的核心元素，但未开发出通用模型来捕捉高阶交互。他以癌症研究为例，当前人们认为，癌症的产生是由5%的基因因素、29%的环境和生活方式因素，以及66%的随机错误共同作用导致的。但目前，学术界的研究主要围绕前两个因素展开，对于后者则无从下手。
“患癌症有偶然因素和必然因素，构建一个复杂高阶互作网络模型，就能将必然因素分离出来，从而进行治疗。”他说，该院科研团队融合数学、物理、化学等多个学科知识，利用数学语言构建“超网”模型，以此更好地发现自然的内在运行规律。模型的运算结果已经得到了实验数据验证，在3种不同细菌的联合培养实验中，模型成功模拟了细菌相互作用的繁殖趋势。
谈及未来的应用场景，他举例说，模型可以助力推动中国传统医学中医的发展。“中医有治疗效果，但机理一直不清楚，多种中草药混在一起煎服，各自起了什么作用不明确。使用模型解析之后，能厘清哪些化合物通过什么样的方式跟其他化合物发生反应，从而抑制疾病。”目前，团队正在和北京中医院、清华大学交叉医学中心开展相关合作。在脑神经科学研究方面，天坛医院为团队提供大量的脑科学数据，对这些数据进行超网建模，有望能解析大脑退化的原因。
近期，团队还通过模型分析发现，OTOF基因未得到充分表达是导致聋哑儿童患病的原因，可以通过基因疗法达到疾病治疗的效果。
北京雁栖湖应用数学研究院是北京建设的新型研发机构。“研究院的建设把25%的精力放在基础数学，以提供重要的研究方法和工具，50%来做应用数学研究，最后25%的精力用于从应用数学到工业领域的延伸。”菲尔兹奖得主、北京雁栖湖应用数学研究院院长丘成桐说，这次发表的成果在人工智能的应用上有望发挥越来越大的作用。
编辑 白爽
校对 刘军
