GPT-6.1 Sol参与小鼠脑部手术定位,三轮后误差降至0.3毫米

资讯 36氪 全文 2822 字 · 约 8 分钟读完 配图 8 张 分类GPTGPT-6.1OpenAI

AI开始从真实实验中学习。

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小鼠脑部手术里,进针之前有个细节最考验操作者:头骨上几个极其关键的解剖标志得先找准。这些点看着不起眼,后续手术坐标怎么算却全由它们决定。位置稍微偏一点,针头就可能到不了预定的脑区。

如今,AI 也开始学这项操作了。

生物科技初创公司 Exin Therapeutics 联合创始人兼 CEO Gabriel Ocana-Santero 近日分享了一组实验结果:团队让 GPT-6.1 Sol 连续参与三轮小鼠脑部手术定位。

每轮操作做完,专业外科医生都会对模型的定位结果进行纠正,模型则把自己的图像、测量数据和专家修正记录保存下来,供下一轮参考。

结果挺有意思。

到第三次操作时,GPT-6.1 Sol 寻找解剖标志的耗时从 169 秒降到 86 秒,所需纠正动作从 4 次减到 2 次,定位误差也从 0.6 毫米降到 0.3 毫米。

GPT-6.1 Sol参与小鼠脑部手术定位,三轮后误差降至0.3毫米(配图 1)

Ocana-Santero 把这一过程叫作基于真实世界经验的上下文学习(In-context Learning)。

不过,这组数据只有 3 次操作,离证明 AI 已具备稳定的手术能力还差得远。但它显示出一种变化:AI 开始把真实操作中的观察结果和专家反馈带进下一轮任务,经验由此逐步积累。

GPT-6.1 Sol参与小鼠脑部手术定位,三轮后误差降至0.3毫米(配图 2)

实验还引出一个问题:这到底是真实手术,还是模拟环境里的演示?

X 用户 Stephane 在评论里直接问了 Ocana-Santero 一嘴,对方给出的答复很干脆:手术是真的。Stephane 接着评价,把上下文串起来、边做边攒经验,这套路子挺有看头。他还提到,自己在别的方向上也在试相近的做法——把模型在每次任务里学到的东西存下来,下回碰上同类问题就能拿来直接用。

GPT-6.1 Sol参与小鼠脑部手术定位,三轮后误差降至0.3毫米(配图 3)

先找到头骨上的两个点

才能准确定位大脑

要理解这次实验,得先认识两个神经科学实验中经常出现的名字:Bregma(前囟点)和 Lambda(人字缝点)。

它们不是大脑内部的神经核团,而是小鼠头骨表面的两个解剖标志点。

Bregma 位于矢状缝与冠状缝的交汇处,Lambda 位于矢状缝与人字缝的交汇处。研究人员通常拿 Bregma 当立体定位坐标的参考原点,再结合 Lambda 等标志校准头骨的位置和倾斜程度。

GPT-6.1 Sol参与小鼠脑部手术定位,三轮后误差降至0.3毫米(配图 4)

图源:https://www.jove.com/t/67381/an-immunocompetent-murine-model-for-laser-interstitial-thermal

为什么要这么在意这两个点?小鼠脑部的很多实验,都得通过立体定位设备把注射针、电极或其他实验器械准确送到指定脑区。

研究人员先要找到头骨上的参考点,再结合脑图谱,把目标脑区换算成前后、左右和深度三个方向的坐标,最后交给设备执行。整个过程看着只是找几个交点,实际上视觉识别、空间定位和坐标校准得同时处理。

头骨上的缝合线,未必总能看得清楚。小鼠个体之间本来就有解剖上的差异,头部固定成什么角度、水平怎么校准,都会左右最后的坐标。此前甚至有研究专门谈过,不同测量方式会给 Bregma 定位带来多大误差。

对刚接触这类实验的研究人员来说,准确找到标志点并完成头部校准,本身就是需要反复练习的基本功。

这次实验里,GPT-6.1 Sol 要完成的就是其中一个关键环节:根据实验图像判断 Bregma 和 Lambda 的位置,给出自己的定位结果。专家外科医生随后检查这些位置,对不准确的判断进行修正。

每次操作结束,模型都会保存自己的估计图像和测量结果,以及专家纠正后的数据。这些信息成为下一轮操作可以利用的经验。

从 169 秒到 86 秒

AI 开始积累操作经验

这次实验里最抓眼的一点,是 GPT-6.1 Sol 没在每轮任务收尾时把先前的操作痕迹一清了之。此前操作中的图像和测量数据,模型都留着,专家给出的修正也一并记下。靠着这些早先的判断和纠正作参照,模型在后面操刀时定位越来越准。

三项指标都往好的方向走了:搜索时间砍掉近一半,纠正动作少了一半,定位误差同样减半。

GPT-6.1 Sol参与小鼠脑部手术定位,三轮后误差降至0.3毫米(配图 5)

实验走的是上下文学习这条路。通常训练模型,得靠训练数据和优化算法去调参数,模型才能在后面的任务里长出新的本事。这次披露的机制不一样,重点落在积累和使用实际操作记录上——模型把之前的图像、测量结果连同专家反馈一起存下来,再拿去指导后续操作。

至于这套经验记录究竟怎么接进模型、有没有动到底层权重,团队目前没有公开。所以还不能说GPT-6.1 Sol是靠三次手术完成了自主训练,或者在参数层面实现了自我进化。

不过从思路看,这种方式已经让AI具备了一种更贴近人类实践学习的能力:先上手试,再被纠正,然后带着上一回的经验接着做。对需要大量重复实验的生物医学研究来说,这种能力有实际用处。

从让AI做脑部注射,到让它自己攒实验经验——

这已经不是Exin Therapeutics第一次让AI碰真实的小鼠脑部手术了。10月28日,Ocana-Santero披露过一次更抓眼球的实验:团队给AI智能体备好19种基因治疗载体、一只癫痫模型小鼠,还有一套带摄像头的电动立体定位手术设备,目标是找出能减少癫痫发作的治疗方案。

AI要先读相关研究资料,从候选方案里挑出基因治疗载体,再定下往大脑哪个区域打、注射坐标是多少。之后它靠摄像头盯住手术区域,操纵设备上的机械臂和注射针完成注射。

整场操作注入了250纳升的治疗载体。

GPT-6.1 Sol参与小鼠脑部手术定位,三轮后误差降至0.3毫米(配图 6)

这项实验有个区别值得留意:以往的手术机器人,方案由人类医生来定,机器人只管执行动作。这回AI连治疗方案和脑区的选择也一起参与了。

但整个过程并非无人看管。切开头皮、开颅、缝合由一名持证兽医外科医生负责,关键操作也在他的监督之下。团队还设了绕不过去的操作限制、关键步骤须经人类审批的机制,以及能直接切断电机电源的物理急停装置。

有一次设备坐标出了异常,AI认出了位置不对,拒绝再移动针头。故障最后是研究人员手工修复设备控制代码才解决的。

10月31日,Ocana-Santero又放出了进一步的实验:

Claude Sonnet 5、GPT-6.1 Sol和Grok 4.7各自参与了同一目标下的小鼠脑部实验。三个模型拿到的19种候选基因治疗载体一样,实验目标也一样,选出的脑区、治疗机制和方案却各不相同。比如Claude挑了内嗅皮层,GPT选了海马体,Grok选的是躯体感觉皮层。

GPT-6.1 Sol参与小鼠脑部手术定位,三轮后误差降至0.3毫米(配图 7)

可见同一个科学问题摆在面前,不同模型凭各自的知识推理,也可能走出不同的实验路径。哪套方案更管用,还得靠后续实验来验证。

从最早让AI选治疗方案、控制注射设备,到如今让它通过连续操作和专家反馈把定位做得越来越准,Exin正试着把AI接进更完整的实验流程里。

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