这是一个创建于 700 天前的主题，其中的信息可能已经有所发展或是发生改变。
免疫系统第一次就能记住病毒特征，以便该抗原再次出现时能第一时间生产抗体并击败该病毒，世界上病毒上千万，人体免疫系统设计该数据库时至少就要考虑上亿病毒量的上限，同时 query 时间还要短，那么该生物数据库是怎么实现的？
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xhinliang 2022-12-20 10:38:51 +08:00  78
你写代码写魔怔了?
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Mijjj 2022-12-20 10:45:24 +08:00 2
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podel 2022-12-20 10:47:34 +08:00 8
免疫系统不是数据库。你学一下高中生物的化，会大概给你讲解一下是怎么工作的。
得过一次后，会有 记忆 B 细胞。 记忆 B 细胞在收到 血液里面的 病毒的特征物质后。 会大量增值。 它不是数据库这种形式。而是 每个特征都用细胞记忆了。 |
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huangsijun17 2022-12-20 10:52:06 +08:00
混在血液等体液里，并没有归档、检索机制。
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adian 2022-12-20 10:54:43 +08:00
和记忆 T 细胞，记忆 B 细胞这两个概念有关吧。大概是因为蛋白质之类的
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newmlp 2022-12-20 10:55:15 +08:00
你想的没错，免疫系统理论上可以对抗任何病毒，“数据库”里确实存储者任何可能的蛋白，检索机制比较复杂，你自己查资料去吧
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newmlp 2022-12-20 10:59:29 +08:00
B 站，BV1VP4y137J6
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corcre 2022-12-20 11:00:43 +08:00 2
1. 并没有记住每一种, 有些不是终身免疫的, 例如乙肝, 这就是个缓存, 过期就删了
2. 可能存储量也没这么大, 毕竟你也不大可能感染这么多病毒, 可能只是 kill_viruses()这个方法写得比较好, 泛用性高, 哪个病毒来了都能用一下 3. query 时间短是因为我们底层硬件好啊, 虽然不知道怎么实现, 但是把 query 时间长的都排除了剩下的应该就是 query 时间短的吧(大概是这样的吧-.-) |
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singerll 2022-12-20 11:01:46 +08:00 via Android 6
但凡高中生物好好学。。。
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gzypt 2022-12-20 11:04:02 +08:00 2
建议剖析以下大脑的工作机制，可以写出更好的神经网络（ doge ）
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yaphets666 2022-12-20 11:05:09 +08:00
高中生物讲过，具体记不清了，总之感染过一次，后面再感染相同的，产生抗体的速度会比第一次快且量大。
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xianxiaobo 2022-12-20 11:06:38 +08:00 13
@xhinliang 我觉得他这问题问的挺好的呀
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meeop 2022-12-20 11:08:04 +08:00
每一种抗体都有多个实例(几万到几亿这种量级),然后随着时间衰减,直到一个实例也没有,抗体就算丢失了
多种抗体就有多套实例 其实就是 p2p 微服务架构,每种抗体只要有一个实例,需要时就能激活并复制为大量实例,提供免疫服务 和数据库倒没啥关系,一个数据库是一个实例 |
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neurocomputing 2022-12-20 11:10:13 +08:00 14
不要用个体思维去理解免疫系统，要用群体思维去理解
1.每种记忆细胞就只记特定模式的抗原，类似于正则表达式，当他匹配上之后抗原，就大量自我复制 2.这种正则表达式，可以理解成抗原的分子形状，免疫细胞可以"随机"生成受体小片段，小片段组合起来形成不同形状的"钳子"放在细胞膜上，当钳子钳到特定形状的蛋白质就开启活动 3.所以免疫并不存在"线性的数据库"，所以 query 并不是 O(n)，而是一个群体同时被抗原碰时的 O(1)，大概就像 hashmap 4.免疫系统并不能识别所有的病原抗体，因为受体并不能识别所有的"形状"，有的即使形状本来能配上，也可能因为分子大小等不能很好地接触上 5.免疫系统清除病毒，未必需要识别抗原。因为病毒在体内"自我复制"需要使用人类细胞自身的功能，在验证状态下，免疫系统可以激活很多别的途径，包括非特异免疫途径来对抗 RNA 的反转录和非必要蛋白质的合成（比如病毒蛋白） |
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meeop 2022-12-20 11:10:55 +08:00 1
另外免疫系统并不是记住病毒特征,它实际上是记住你自己的蛋白质特征,对于不是你自己的实体都认为是病毒,然后缓存中有抗体就拿来用,没有抗体就现场根据病毒特征制造抗体,然后杀毒
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leo7476040305 2022-12-20 11:12:42 +08:00 via iPhone
二次免疫，初次免疫通过体液免疫 B 细胞产生抗体，形成记忆 B 细胞，相同抗原进入内环境时记忆 B 细胞迅速响应，分化成 B 细胞进而产生抗体
和数据库没什么关系吧，应该是不同的抗原诱发产生了不同的记忆 B 细胞 |
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HUAXIA 2022-12-20 11:41:30 +08:00 13
我也觉得楼主问得是一个很有趣的问题。
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libook 2022-12-20 11:48:06 +08:00
可以看一下记忆细胞的原理。
身体内高效检索可能是用数量堆出来的，比如记忆细胞一大把，均匀分布在淋巴系统中，当与抗原相遇，就会引发免疫反应。 |
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otakustay 2022-12-20 12:08:12 +08:00 1
人体 query 抗原的时间可不短，弄不好都以天为单位。你想想你的数据库上亿数据检索个东西要 2 天，算快吗
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yanqiyu 2022-12-20 12:22:08 +08:00
体细胞高频突变，很有趣的机制，毕竟显然人体自己的基因库编码不了这么多抗原。
简单的说就是未成熟的 T/B 细胞会随机突变自己的部分基因决定对于不同抗原的亲和（对，免疫细胞有修改自己 DNA 的能力），这些突变产生的细胞会被送去胸腺筛选结合能力和自体抗原亲和。 筛选通过的细胞就在淋巴结干等，等抗原呈递的细胞送抗原来激活。 |
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IvanLi127 2022-12-20 12:27:59 +08:00 via Android 1
我猜是硬编码的，单服务单元只负责某几个特征，集群部署，服务单元自行遍历全局状态并处理属于自己的业务。
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yanqiyu 2022-12-20 12:30:41 +08:00 6
有一个做的很棒的科普视频，介绍为什么人类能对于所有可能出现的疾病准备抗体
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yanqiyu 2022-12-20 12:45:44 +08:00 2
上面那个视频的前传，先看这个可能更清楚
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zqc5 2022-12-20 12:46:33 +08:00
我也觉得楼主问得是一个很有趣的问题。
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tony1016 2022-12-20 13:36:26 +08:00 3
当看到这么多人想装逼回答时，我就觉得这个世界其实就是一个愿打一个愿挨的世界，然后互相觉得好笑的世界
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proxychains 2022-12-20 14:23:37 +08:00
不得不说这个问题挺有意思的.
有时候我也在想人类的大脑为什么出现 `想某件事情一直想不起来, 过了段时间突然想起来了` 这种现象. 人脑关于 `记忆的数据结构` 是什么. 也许 `硅基生物` 和 `碳基生物` 有本质性的不同吧. |
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anzu 2022-12-20 14:23:41 +08:00 1
人体，很奇妙吧
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ttyhtg 2022-12-20 14:41:58 +08:00
这个问题问的好，看过红衣教主提过一个事儿，1 克 DNA 能存 1 个 EB 的数据，他有 2EB 数据，用了几十万台服务器。
问题很好，但是有僭越之嫌，哈哈。造物主的事儿，岂是我等凡夫俗子能随随便便摸透玄机的 |
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la2la 2022-12-20 14:43:09 +08:00
你说的没错，关于免疫人类认识的还很少
之前以为现在生物技术好厉害好厉害，啥都知道，学了生物和医学才发现，人类对人体的认知还是处于非常有限的程度，治不好的病太多太多了，就比如流感，很多病的痊愈还是的靠自身免疫 |
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la2la 2022-12-20 14:49:11 +08:00
还有一个楼上回答的很多关于 T B 细胞都是高中生物基本知识，就跟计算机异地多活，高并发架构等等一样都是大体上是这样的，真的研究起来可太复杂了。
就简单一个病毒怎么从细胞膜到细胞核开始复制，从物理距离来看是以微米来计算的，但是就是这短短的几微米随着生物技术的发展，新的理论不断形成之前的理论不断被推翻，太难了 |
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FlyingBird 2022-12-20 14:58:50 +08:00 5
有些人也没必要阴阳怪气吧，实际上是个很有意义的问题。上面已经有人提到一部分内容了，是通过在首次激活之后保留一部分记忆细胞来缩短 query 的时间。至于产生能识别各种类型抗原的细胞，体细胞高突变是其中一个机制，另一个机制是 VDJ 重组，有一年的诺贝尔奖就颁发给了这项机制的发现者。
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la2la 2022-12-20 14:59:58 +08:00 1
我生物的同学有些都已经到了博士阶段才开始正式研究其中的一点点领域，当然这些领域目前都是无人区，可能自己都不知道这个方向是否是正确的。
比如：研究微生物的就研究那几个，研究病毒的就是那一类病毒，研究虫子的就是研究其中几种瓢虫 最最恶心的是钱花了不少有可能研究几年都没啥突破。基础科研真的是很烧经费，虽然大家都嘴上说着为这些成本买单，但是市场经济的条件下，经费也是很费劲的 |
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nothingistrue 2022-12-20 15:51:52 +08:00 4
在基础科学当中仿生学，是一个很重要的科目，人类的物理、化学、工程等各种基础科学，在大自然的面前都是渣滓。计算机科学领域虽然仿生学用得不多但不是没有，比如说 DNA 记忆体，人工智能、神经元网络等也算仿生学。
从大自然学习，而不是用人类自身的理解去解释大自然。如果你要那后者去操作，那就真得如一楼所言，写代码写魔怔了。 |
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yanhuamiluan 2022-12-20 15:52:11 +08:00
世界上病毒是上千万, 恐怕没人能在感染过上千万病毒后还活着的吧, 所以应该是不考虑上亿的上限
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nielinjie 2022-12-20 16:06:38 +08:00
存储在连接的权重里面。跟大脑记忆放在神经连接的权重里类似，但这里的“连接”不是神经连接，而是复杂的化学联系形成的连接。
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ljmsun 2022-12-20 16:21:13 +08:00
我也有个类似问题，这种记忆有没有上限，达到上限是不会再记新的了，还是把之前的替换掉
记得的过多会不会影响免疫系统运行，或者导致效率下降 |
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icyalala 2022-12-20 16:25:13 +08:00 2
楼上那些觉得问题问得很有趣的，我猜生活中大概很喜欢尝试用程序思维来尝试解释一切事物。
正如一楼所言。。。 |
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proxychains 2022-12-20 16:37:39 +08:00 1
@icyalala 是的, 所谓术业有专攻, 用自己从事行业的思维去思考事情再正常不过了. 我想很多开发者坐电梯的时候应该也想过电梯的调度是怎么实现的吧. 😂
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alne 2022-12-20 16:42:22 +08:00 via Android
@proxychains 问题是电梯调度可以用代码实现。
生物里的很多东西你根本不知道怎么实现的，只知道这样可以，为什么可以不知道。 |
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echaos 2022-12-20 16:51:23 +08:00 via Android
不是相关专业的，但我记得 t cell 外面有一堆 receptors ，病原体的或者其他细胞受感染后生成的 peptide 往 t cell 上撞，识别了就开始大量复制 rna 造蛋白质抗体。速度主要是碰撞的量多和够随机吧，而且有些 receptor 应该会对多种病毒的 peptide 起反应，所以也不是真正意义上的记忆上千万。可能最接近的是那种蚁群算法，或者模拟布朗运动来优化的搜索算法
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wanguorui123 2022-12-20 17:04:44 +08:00
免疫系统应该用深度学习类的算法，记住的只是模型不是具体的种类
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zqc5 2022-12-20 17:19:09 +08:00 9
喜欢用程序思维解释一切事物暂时没看出来，不过 40 楼形成了键盘思维是看出来了。
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baolongzhanshen 2022-12-20 17:20:52 +08:00
首先排除 MySQL
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xiaokeplus 2022-12-20 17:41:06 +08:00
把病毒信息取了个 Hash 摘要
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hello2090 2022-12-20 18:05:07 +08:00
@FlyingBird 不是数据库吗？ SQL 还是 NoSQL ？
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lscho 2022-12-20 18:15:44 +08:00
虽然但是。。。。上亿的特征码对于人体来说还是小到不能再小的 case 吧，人类的单个细胞的 DNA 都能携带 16G 左右的信息量，每克 DNA 的数据存储量能够达到 200PB 。一个小蝌蚪还有 30 多 M 的 DNA 信息呢？一次哆嗦就是上万 T 的数据。
上亿是什么毛毛雨。 |
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chrawsl 2022-12-20 18:19:35 +08:00
如果把血管比作一条 pipline ，每个特化的抗体相当于一个 handler ，只对特定的病毒感兴趣，有特定病毒经过就回激活，然后大量产生抗体，身体中有许许多多抗体，每个都监视特定的病毒。
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xwander 2022-12-20 18:25:05 +08:00
就是生成一堆士兵，也就新的记忆细胞，让它们记忆。我们的编程是让一个通用的系统能干更多的事，不同程序分时执行，而人体就是直接暴兵出击。
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HaiYu 2022-12-20 18:28:05 +08:00
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nah 2022-12-20 18:36:09 +08:00
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Daitabashi 2022-12-20 18:47:56 +08:00
有一个问题是, 免疫系统的准确性是靠并行保证的, 单个实例是不用对可靠性做承诺的, 这也是硅基和碳基很大的一个不通.
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BoringBB 2022-12-20 19:09:50 +08:00 via Android
感觉用进程线程模型来描述更合理一点：
同一种细胞为一个进程，每一个细胞为进程的一个线程。当发现抗原时，执行脚本来生成特异性免疫细胞：./configure && make && ./a.out 上述 a.out 就是针对该抗原的。a.out 启动后创建大量的线程（类比浆细胞）来对抗病原体，当所有病毒清除后，这些线程逐渐退出，只保留很少几个。当同种抗原再次出现时，可以直接创建大量线程。过了很长时间还没有出现这种抗原，将结束进程，执行 make clean 来释放系统资源。 |
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nyxsonsleep 2022-12-20 19:56:21 +08:00 1
像#1 #40 这样的，是不是要对学数学的人说，数学人去修正音律也是学数学，学得魔怔了？
说不出个一二三反驳，上来就是魔怔人，也不知道学的什么出来的。 |
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zmxnv123 2022-12-20 21:37:47 +08:00
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wdxbb 2022-12-20 21:46:31 +08:00 via iPhone
很理解 1 楼说的，免疫系统和数据库本身不搭界的两个领域，非要用数据库的东西来套免疫系统，偏夸张点的玩笑话来说，不是魔怔是啥？ 至于#59 有些东西不需要反驳个 1 2 3 来，懂得都懂
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iamzuoxinyu 2022-12-20 22:07:44 +08:00
套一个「懂得都懂」就能掩盖自己发言的逻辑缺失？
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Macolor21 2022-12-20 22:25:20 +08:00
query 时间都出来了，数据库都出来了。这叫不是程序思维，我看发烧脑子烧坏了吧
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vitoliu 2022-12-20 22:33:24 +08:00
这种问题跟皇帝用金锄头锄地一样，别硬蹭。真没看出来哪儿有趣了。
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think9999 2022-12-20 22:54:26 +08:00
我来科学的回答下吧：记录在人的某些细胞的 DNA 里面，也就是会在原有 DNA 后面增加一段。查询的时候和蛋白质的表达是一样的。
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wwbfred 2022-12-20 23:53:03 +08:00 via iPhone
根本就不是一个体系的东西，这样的类比哪里有趣了，不能理解啊。
要不回头我也问个问题，为什么计算机 CPU 慢了可以换，人的大脑瓦塔了却只能用下去？这妥妥的弱智吧精选啊。 |
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HungryOrangeCat 2022-12-21 09:15:00 +08:00
这种问题一股隔壁 mjj 的气息
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kkkbbb 2022-12-21 09:36:24 +08:00
有好奇心不是挺好的一件事么，不感兴趣可以划走，己所不欲勿施于人。
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thtznet 2022-12-21 09:46:56 +08:00
题主问的“生物数据库”一定是我们 IT 领域的数据库么？我看是各位限制在自己的领域里没有突破思维考虑吧？
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sunnysab 2022-12-21 10:50:23 +08:00
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tanranran 2022-12-21 11:09:51 +08:00
涨知识了，很有趣的问题
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0xfan 2022-12-21 11:23:49 +08:00
不要用计算机科学去解释一切，生物学比计算机科学深奥多了
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mmxq 2022-12-21 11:46:44 +08:00
难以理解，或许就不该这么想。
要是按数据库的方式想，生命的核心 DNA 就不该存在。一个数据库连最起码的保证数据正确都做不到（随机变异），那这数据库谁敢用在生产环境里？这种烂玩意居然能稳定运行就他妈离谱。 但很明显生命找到了出路，而且里面的精妙门道我们一点都没了解。 生命的存储方式和我们想的数据库可能压根就不是一个体系的玩意儿，我们存储“1”就是“1”。但 DNA 存储信息可不一定，它有些时候就是“1”，有些时候不是，这种随机性在计算机上底层就不能实现。 人类的免疫系统不算强，那么苍蝇这种根本不会生病的免疫系统是怎么存储这么多庞大的数据的？它们的免疫机制是否和人类的不同？ 这么想下去就发现走到死胡同了，0 和 1 的世界还是太简单了。 |
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BIND 2022-12-21 13:06:18 +08:00 via Android
有意思的问答，学习了
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DefoliationM 2022-12-21 14:06:50 +08:00
高中生物课学过，可以复习一下。
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DBinKv1 2022-12-21 14:09:14 +08:00 via Android
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persistz 2022-12-21 16:03:00 +08:00
实话实说，这是我最近一年在 V2 看到的最有意思的帖子了，问题本身很有趣，下面的回答质量也很高，狠狠收藏了。
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laqow 2022-12-21 20:33:49 +08:00
免疫系统没有记住任何抗原特征，不是遇到新的抗原后储存新的条目，而是一开始就随机列出所有受体结构组合，之后随着年龄增加不断的筛减掉无效的。如果在恰当的时间遇到对应的抗原，具备相应的受体细胞就会增殖并形成记忆细胞，其他的过一段时间自己就凋亡了。到 6 ，70 岁左右大部分原始的淋巴细胞都会变成记忆细胞。免疫系统的操作逻辑更像是在撞库，撞成功了就把成功的密匙记录下来，而不是针对性的解决问题。
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