科学家首次利用创新技术证明,健康的肠道微生物群需要持续摄入适当的食物,最终证实了"每日五蔬果"这一建议对于肠道菌群而言完全正确。
瑞士洛桑联邦理工学院(EPFL)的研究人员与美国加州大学圣地亚哥分校的科学家合作,利用人工智能和机器学习对饮食与健康有了新的发现。他们分析了"Food & You研究"中1000名参与者的营养数据,包括粪便样本。也许最重要的是,他们发现关键不仅在于饮食中包含水果、蔬菜和谷物——规律性至关重要。这项研究首次证实了"每日五蔬果"这一广为人知的建议——研究团队表示这一直只是经验之谈——完全正确。
"这项研究清楚地表明,你不能只在'健康日'大量食用蔬菜,然后在接下来的一周或一个月里不健康地饮食,"数字流行病学实验室负责人、EPFL人工智能中心联合主任Marcel Salathé副教授表示。"事实上,我们的研究表明,不规律地摄入健康食物会抵消它们对肠道微生物群的许多有益影响。这对于未来的研究是一个真正的激励,不仅要关注人们吃什么,还要关注他们随时间的饮食模式。"
研究结果的有力之处在于研究人员收集和分析信息的方式。研究参与者使用了AI驱动的应用程序MyFoodRepo,该程序通过照片和条形码识别食物来收集营养数据,消除了个人手动记录饮食日记的需要(数据随后由研究人员评估准确性)。
"从历史上看,营养研究一直依赖于食物频率问卷和24小时饮食回忆,"EPFL数字流行病学实验室的博士助理、论文主要作者Rohan Singh表示。"理论上,你可以要求某人写下他们吃的所有东西,但实际上这几乎不可能做到。现在,人工智能已经足够好,我们可以大规模进行这种数据收集。"
更重要的是,美国团队使用该技术分析粪便样本,能够根据微生物组成以85%的准确率判断出一个人吃了什么。这也意味着机器学习分析可以"开具"改善肠道健康的最佳饮食计划。
"对于我们圣地亚哥的合作者来说,他们是一些世界领先的微生物群研究专家,这非常令人兴奋,"Salathé解释道。"从粪便样本获取此类数据相对容易,但了解某人的饮食习惯却非常困难,这是长期以来难以收集的数据。"
近年来,我们越来越意识到微生物群不仅对消化道健康有影响,还如何影响代谢和认知功能、心理健康等。这项研究使我们更接近于基于数据而非趋势的科学营养建议。
"我们的研究特别有趣,因为当你观察生活方式相关的胃肠道疾病时,它们往往是逐渐发展的,"Singh说。"由于营养是这些疾病的主要因素之一,像我们这样的分析可能能够评估一个人饮食中可以改进的地方。人工智能可以帮助人们相应地调整食物摄入量。"
虽然我们可能还需要一段时间才能拥有提供肠道微生物群健康实时反馈的个人AI马桶,但这些发现突显了营养政策需要跟上科学界步伐的必要性。研究人员建议,当前的指南可能需要修订,减少对特定健康食品的类型和数量的关注,更多地关注规律性的重要性。
这款由EPFL科学家创建的AI应用程序目前正在两项新研究中使用,一项研究肠道健康与认知功能,另一项则利用条形码功能评估食品添加剂如何影响微生物群。
"我们有一个强烈的假设,认为其中一些添加剂确实可能对你的微生物群产生负面影响,我们有一些早期迹象表明这可能确实如此,"Salathé说。"我们仍处于分析阶段,但对早期结果感到非常兴奋。"
"从一开始,我们就知道我们需要一些对消费者极其友好且易于使用的东西,同时仍能提供我们需要的数据,"他补充道,指的是该应用程序。"我们构建它是为了满足我们自己的研究需求,但也以其他人会觉得有用的方式——它现在正在全球许多其他营养研究中使用。"
该研究发表在《自然通讯》(Nature Communications)杂志上。
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