不久前,日本東京大學(xué)醫(yī)學(xué)研究院采用美國國際商用機(jī)器公司(IBM)研發(fā)的“沃森醫(yī)生”(Watson,一種人工智能)為一名60歲的女性診斷疾病,沃森醫(yī)生通過比對(duì)2000萬份癌癥研究論文,在10分鐘得出了診斷結(jié)果:患者得了一種罕見白血病,從而推翻了此前診斷她為急性髓性白血病的結(jié)果。沃森醫(yī)生同時(shí)提出了適當(dāng)?shù)闹委煼桨福瑸檫@名女性的康復(fù)做出了貢獻(xiàn)。
沃森醫(yī)生的如此成就是否就能讓人類放心大膽地放手,讓沃森獨(dú)立地為人診治癌癥和看病呢?答案是否定的,至少目前還不能。這不僅是因?yàn)槲稚t(yī)生診治疾病的正確性與腫瘤臨床醫(yī)生還有差距,也不僅在于沃森醫(yī)生的診治不具備穩(wěn)定性(表現(xiàn)好時(shí)診治結(jié)果特別好,表現(xiàn)差時(shí)則不盡如人意),還在于迄今人工智能應(yīng)用于醫(yī)療領(lǐng)域也像應(yīng)用于其他領(lǐng)域一樣,還處于探索的階段。
醫(yī)療領(lǐng)域的人工智能探索與其他領(lǐng)域有共性,但還有一個(gè)最大的不同,人工智能面對(duì)的是人,是生命,稍有不慎就會(huì)損害人的健康,甚至對(duì)患者雪上加霜,危及生命。問題的本質(zhì)還是要回到人工智能是否已經(jīng)被人類調(diào)教到了真正具有人類的智能、智慧和能力,這后面的因素當(dāng)然還是人工智能的算法和(深度)學(xué)習(xí)。
人工智能要達(dá)到準(zhǔn)確地診治癌癥,首先需要有像人一樣的感知,知道人的機(jī)體環(huán)境,什么是正常的機(jī)體,什么是異常的機(jī)體,甚至是癌變的機(jī)體,例如只有幾個(gè)發(fā)生癌變細(xì)胞的器官,如乳腺或肺(就連這一點(diǎn)人類也有爭論,是否要對(duì)只有幾個(gè)癌細(xì)胞的組織器官進(jìn)行治療)。此外,人工智能還要理解為何正常和異常機(jī)體有不同,是癌變引起的不同,還是其他疾病引起的不同。最后才是判斷和決策,向醫(yī)生提供對(duì)某個(gè)個(gè)體檢測的結(jié)果,是患癌還是沒有患癌,抑或是患了其他疾病,以及如何治療。
要讓人工智能感知和理解人體環(huán)境和器官,就要讓其學(xué)習(xí),包括利用大數(shù)據(jù)的機(jī)器學(xué)習(xí)(算法)和深度學(xué)習(xí),這兩者有時(shí)是相互結(jié)合的,同時(shí)也是互相滲透的。大數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)是人工智能的強(qiáng)項(xiàng),可以達(dá)到比人類能力強(qiáng)幾百倍幾千倍的快速數(shù)據(jù)運(yùn)算、分析和理解。而在癌癥診治的深度學(xué)習(xí)上,更需要人工智能進(jìn)行特別的和專門的學(xué)習(xí),如對(duì)通過物理和化學(xué)方式拍攝的人體各種部位,以及深淺度不同組織的圖像要有正確的感知和理解,如對(duì)X光圖像、磁共振成像和CT掃描圖像的感知、解讀,并得出結(jié)論,即診斷。
但是,人工智能的癌癥診治深度學(xué)習(xí)并不僅限于對(duì)癌癥和正常組織圖像的解讀,而是包括更多的內(nèi)容,例如,對(duì)癌癥標(biāo)記物和特異分子的識(shí)別。
現(xiàn)在,沃森醫(yī)生的機(jī)器學(xué)習(xí)(算法)已經(jīng)比較可靠而勝過人類,根據(jù)算法,沃森等人工智能可根據(jù)數(shù)據(jù)的輸入、輸出、賦值等運(yùn)算對(duì)癌癥進(jìn)行診斷,如對(duì)上述白血病病人的診斷就是通過大數(shù)據(jù)分析和計(jì)算獲得的。但是,在對(duì)癌癥診治的特殊學(xué)習(xí)(深度學(xué)習(xí)或?qū)I(yè)學(xué)習(xí))上,還有待入門和提高。
例如,讓人工智能學(xué)習(xí)和鑒別癌癥分子標(biāo)記,其中典型的是RAS/RAF通路的蛋白質(zhì)相互作用。RAS基因在上世紀(jì)60年代被發(fā)現(xiàn)是致癌基因,存在于30%的癌癥患者中。之后,人們又發(fā)現(xiàn)了RAS蛋白的直接效應(yīng)因子RAF-1蛋白激酶。RAF-1激酶對(duì)細(xì)胞增殖、細(xì)胞分化、細(xì)胞凋亡和細(xì)胞周期停滯有重要作用,利用這些作用可以知道癌癥的發(fā)生、發(fā)展,以及找到治療癌癥的藥物和方法。當(dāng)然,人工智能還要學(xué)習(xí)對(duì)人體組織各種圖像的解讀等。在這些方面,人工智能還剛剛起步。
同時(shí)人工智能的任務(wù)不只是診治癌癥,還需要學(xué)習(xí)臨床前的藥物篩查和建立腫瘤人口模型等,顯然,這些是更為艱巨的任務(wù)。就目前的情況來看,人工智能參與癌癥的診治可以說在某些方面可能優(yōu)于人類,但總體而言,由于算法和深度學(xué)習(xí)的局限,其診治癌癥還不具有人類的智慧和穩(wěn)定性,因此人工智能目前只能作為人類醫(yī)生的助手而參與和幫助診治癌癥。
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