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为提升血液学研究效率,研究人员探究大语言模型(LLMs)应用,发现其可增效但需关注伦理等问题。
在当今科学研究的浪潮中,血液学领域的探索不断深入,然而研究过程却面临诸多挑战。撰写高质量的科学手稿耗时费力,需要研究人员全神贯注,严格遵循期刊的各项要求;数据分析时,血液学数据复杂,多参数和时间序列测量数据的处理难度大,传统方法效率不高。与此同时,大语言模型(LLMs)如 ChatGPT、GPT-4 等在自然语言处理领域大放异彩,给各个学科带来了新的机遇。在这样的背景下,来自三星医疗中心、成均馆大学医学院以及峨山医疗中心、蔚山大学医学院等机构的 John Jeongseok Yang 和 Sang-Hyun Hwang 等研究人员,开展了关于 LLMs 在血液学研究中应用的探索,研究成果发表在《Blood Research》上。
这项研究主要运用了提示工程(Prompt engineering)和检索增强生成(RAG)框架这两种关键技术方法。提示工程通过精心设计和优化输入提示,让 LLMs 生成更精准、符合需求的内容;RAG 框架则将 LLMs 的生成能力与实时获取外部知识源相结合,保证生成内容的准确性和可靠性。
研究结果如下:
- 提示工程和 RAG 在血液学研究中的应用:提示工程是优化 LLMs 输出的重要手段。在设计有效提示时,要做到清晰明确地给出指令、用分隔符区分输入的不同部分、采用结构化输出格式等。像少样本提示(Few-shot prompting),通过提供两三个精心挑选的示例,能让模型快速掌握任务要求和输出格式;思维链(COT)提示,能将复杂任务逐步拆解,详细阐述逻辑推理过程,在处理复杂概念或高难度任务时效果显著。此外,零样本提示(Zero-shot prompting)、基于角色的提示等策略也各有优势,可根据不同需求组合使用。同时,RAG 框架能有效解决 LLMs “幻觉”(生成看似正确但实际错误的信息)的问题,通过从可靠数据库、科学文献中检索信息,融入到生成内容中,提高了内容的准确性和可信度。
- LLMs 驱动的血液学数据分析:LLMs 与无代码平台的结合,降低了研究门槛,让代码编写能力有限的研究人员也能高效开展计算研究。在血液学数据分析中,LLMs 能快速处理数据、生成可视化图表、协助编写分析代码等。研究人员以公开的急性髓系白血病(AML)基因表达数据集为例,展示了利用 LLMs 进行生存预测的数据分析流程,涵盖数据探索、特征选择、模型开发和结果可视化四个关键步骤。不过,使用 LLMs 生成代码时,需要在专业集成开发环境(IDEs)中执行和验证结果,以避免错误。
- 血液学研究中科学写作的 AI 工具和资源:LLMs 具备语言翻译和文本信息总结的能力,能帮助研究人员高效处理文献综述。但在文献引用方面存在不足,可能生成不准确的引用或引用不存在的文献。因此,研究人员应先利用专业数据库进行文献检索,再借助 LLMs 进行分析和总结。此外,市场上出现了许多基于 LLMs 的 AI 工具,如 Scispace、Consensus 等,在语法纠正、文献综述、写作辅助等方面发挥着重要作用,但研究人员仍需对这些工具生成的内容进行严格审查。
- LLMs 辅助科学写作的质量保证:由于 LLMs 存在知识更新不及时等固有局限性,在血液学研究中,其输出内容必须经过严格的系统验证。验证原始文献引用的准确性至关重要,同时,研究人员要建立多层次的验证流程,包括同行评审、专家咨询和与可靠科学数据库比对等,确保研究的科学性和可靠性。
- 科学写作中 AI 使用的期刊指南:学术期刊和出版商制定了关于生成式人工智能(GAI)使用的伦理准则,明确 AI 系统不能作为论文作者,研究人员使用 AI 工具必须进行披露。不同期刊对 AI 使用的范围和限制有所不同,随着 GAI 技术的发展,这些指南也在不断更新。
研究结论和讨论部分指出,LLMs 在血液学研究和科学写作中是具有变革性的技术,通过有效的提示工程和 RAG 框架的整合,能显著提高文献综述、数据分析和手稿撰写的效率。但在应用过程中,也面临着准确性、可靠性、隐私保护和伦理等诸多挑战。研究人员需要在享受技术带来便利的同时,严格遵守伦理准则,确保数据安全,按照期刊要求规范使用 AI 工具。这一研究为血液学领域的科研工作者提供了新的研究思路和方法,推动了血液学研究与人工智能技术的深度融合,为未来血液学研究的发展指明了方向,让科研人员在利用先进技术的道路上更加规范、科学地前行。
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