AI 演算法將新冠病毒轉換成音樂，以研究破解其棘狀蛋白結構
新冠病毒大流行迫使全球各地實施社交隔離的非常時期，許多人轉而倘佯讓人緊繃身心為之舒緩的古典音樂悠揚音符裡。但對科學家而言，音符也可能為研究這隻讓世界不支倒地的病毒提供新方法。麻省理工學院（MIT）研究人員使用一種稱為「資訊聲音化」（Sonification）的技術，將新型冠狀病毒 Sars-Cov-2 的棘狀蛋白（Spike Protein，又稱 S 蛋白）轉換成音樂。
此音訊 3 月發表在音樂創作分享平台 SoundCloud，目的是為了協助研究人員進一步了解新冠病毒的結構。新冠病毒去年底首次出現在中國，僅 3 個多月，就讓全球 100 萬人被感染。科學家說，隨著時間推移，這種音訊格式可協助開發新藥或找到抵抗病毒作用的抗體。
實驗的核心是棘狀蛋白（病毒表面成分，讓病毒外形猶如皇冠），外觀就如「冠狀病毒」（「Corona」拉丁文之意為皇冠）之名。這種蛋白質是病原體與宿主細胞的結合物，多半位於肺部，其結構和感染細胞的關係有助於理解病毒攻擊人體的運作方式。
人腦擅長處理聲音，愉悅音符可破解病毒狡詐特性
但是，為什麼選擇音樂而不是傳統的病毒比對方式？「我們的大腦非常擅長處理聲音。我們需要一台高倍率顯微鏡才能在圖像看到相同程度的細節，但我們不可能同時看到所有細節。聲音是一種獲取儲存在蛋白質資訊非常優雅的方式。」負責這個專案的 MIT 教授 Markus J Buehler 2 日接受《MIT News》採訪時表示。
「我們也可能使用合成方法製作出可攻擊病毒的藥物。我們可找出能與棘狀蛋白結合抗體的旋律與節奏匹配的新蛋白質，進而干擾新冠病毒的感染能力。」Buehler 補充。
還有更好的譬喻可說明為什麼科學家熱中將病毒結構轉化成聲音。這種「令人愉悅放鬆的聲音」揭穿了「會劫持人體以擴大感染病毒的狡詐特性」，Buehler 對長達約 2 小時音訊《冠狀病毒棘狀蛋白之病毒弦律對位》（發表至音樂共享平台 SoundCloud）的簡介說明寫道。
「資訊聲音化」過程包括將組成蛋白質的氨基酸指派至相應的聲音，方法是以特定音階對某音符移調固定頻率。至於蛋白質其他方面則透過改變音符的音量和音長表示，使之具節奏感。
透過 AI 人工智慧演算法，能將這些樂譜轉換成可顯示氨基酸與蛋白質結構「固有關係」的樂曲，根據 Chi-Hua Yu、Zhao Qin、Francisco J Martin-Martinez 及 Markus J Buehler 等研究人員於美國化學學會（American Chemical SocietyACS）刊物發表的方法論指出，他們提出「資訊聲音化」過程的普遍性指導方針。
這不是第一項透過聲音感測微生物數據資料的研究。2017 年一項將儲存在 DNA 序列資訊轉換成音樂的研究認為，可幫助科學界分析複雜的結構及可能發生的任何突變。3 月一位英國藝術家發表名為《Covid-19 之聲》（Sound of Covid-19）曲子，儘管不具科學用途，但這位藝術家說，此為 Sars-Cov-2 基因組序列轉換而成的音符。
（首圖來源：Markus J Buehler / MIT News）