Алгоритми життя і смерті: як зрозуміти штучний інтелект, який буде лікувати людей?

Дата:

2018-12-21 20:15:09

Перегляди:

62

Рейтинг:

1Дизлайк 0Любити

Поділитися:

Алгоритми життя і смерті: як зрозуміти штучний інтелект, який буде лікувати людей? Source:

Коли мова заходить про застосування машинного навчання, найчастіше ведуть розмови про медичній сфері. І це не дивно: величезна індустрія, яка генерує феноменальний обсяг даних і доходів, в якій технологічні досягнення можуть покращувати або рятувати життя мільйонів людей. Чи тиждень проходить без появи дослідження, яке припускає, що алгоритми дуже скоро будуть краще експертів виявляти пневмонію або хвороба Альцгеймера — захворювання складних органів, від ока до серця. І все до цього йде, але…

Проблеми переповнених лікарень і перевантаженого медперсоналу отруюють державні системи охорони здоров'я і призводять до зростання витрат на приватні системи охорони здоров'я. І тут, знову ж таки, алгоритми пропонують привабливу рішення. Скільки разів на насправді потрібно відвідати лікаря? Можна замінити ці відвідування розумним чатботом — який буде оснащений портативними діагностичними тестами, використовуючи останні досягнення в галузі біотехнологій? Непотрібні відвідування можна було б скоротити, та пацієнтів можна було б діагностувати та направляти до фахівців швидше, не чекаючи первинної консультації.

Як і у випадку з алгоритмами штучного інтелекту, мета полягає не в тому, щоб замінити лікарів, а в тому, щоб дати їм інструменти для скорочення повсякденних або повторюваних частин роботи. З ІІ, який може досліджувати тисячі сканів за хвилину, «нудна рутина» залишається на машинах, і лікарі можуть зосередитися на тих частинах роботи, які вимагають більш складного, тонкого, заснованого на досвіді судження про кращі методи лікування і потребах пацієнта.

Високі ставки

І все ж, як і у випадку з алгоритмами ІІ, існують ризики, пов'язані з їх використанням — навіть для завдань, які вважаються незначними. Проблеми алгоритмів «чорного ящика», які приймають незрозумілі рішення, досить серйозні, коли ви намагаєтеся зрозуміти, чому автоматизований чатбот-рекрутер не вражений вашою розповіддю під час співбесіди. В контексті охорони здоров'я, де приймаються рішення можуть означати життя або смерть, наслідки алгоритмічного збою можуть бути фатальними.

Нейронні мережі чудово справляються з обробкою великої кількості тренувальних даних і встановлення зв'язків, поглинанням нижчих закономірностей або логіки системи в прихованих шарах лінійно алгебри; чи то виявлення раку шкіри по фотографіях або навчання письму псевдошекспировским мовою. Однак вони жахливо пояснюють нижележащую логіку виявлених ними відносин: є дещо більше, ніж просто рядок цифр, статистичні «ваги» між шарами. І вони не можуть відрізнити кореляцію від причинно-наслідкового зв'язку.

Виникають цікаві дилеми для медичних працівників. Мрія про великі даних в медицині полягає в тому, щоб постачати нейронну мережу «величезними масивами даних про здоров'я», знаходити складні, неявні відносини і виносити індивідуальні оцінки щодо пацієнтів. Якщо такий алгоритм виявиться невиправдано ефективним у діагностиці стану здоров'я або призначенні лікування, але у вас не буде наукового розуміння того, як цей зв'язок працює насправді?

Занадто багато потоків, які потрібно розплутати

Статистичні моделі, які лежать в основі таких нейронних мереж, часто припускають, що змінні незалежні один від одного, але в складній, взаємодіючої системи на зразок людського тіла, це не завжди так.

У певному сенсі це відома концепція в медичних науках існує багато явищ і зв'язків, які спостерігалися десятиліттями, але досі погано вивчені на біологічному рівні. Парацетамол — одне з найпопулярніших болезаспокійливих засобів, але до цих пір ведуться активні дискусії про його дії. Лікарі-практики можуть прагнути використовувати будь-який інструмент, найбільш ефективний, незалежно від того, ґрунтується на глибокому науковому розумінні. Любителі копенгагенської інтерпретації квантової механіки можуть перефразувати це як «Заткнися і лікуй!».

Зрозуміло, в цій області ведуться дебати про те, чи не ризикуємо ми з цим підходом упустити з виду більш глибоке розуміння, яке в кінцевому рахунку виявиться більш плідним — наприклад, для пошуку нових ліків.

Крім філософських закарлючок, є і практичні проблеми: якщо ви не розумієте, як працює чорний ящик медичного алгоритму, як підходити до питань клінічних випробувань та регулювання?

Може знадобитися прозорість щодо того, як функціонує алгоритм — даних, на які він дивиться, порогових значень, на основі яких робить висновки або надає консультації, але це може суперечити мотивів отримання прибутку і прагнення до таємності в медичних стартапах.

Одним з рішень може бути виняток алгоритмів, які не можуть пояснити самі себе або не покладаються на добре зрозумілу медичну науку. Але це може перешкодити людям пожинати плоди корисної роботи таких алгоритмів.

Оцінка алгоритмів

Нові алгоритми в галузі охорони здоров'я не зможуть зробити те, що фізики зробили з квантовою механікою, тому що не будуть розгорнуті в польових умовах. І багато алгоритми поліпшуються саме працюючи в польових умовах. Як же нам вибрати максимально багатообіцяючий підхід?

Створення стандартизованої системи клінічних випробувань і тестування, яка в рівній мірі буде застосовна до алгоритмів, які працюють по-різномуабо використовують різні вхідні дані, буде складним завданням. Клінічні випробування, в яких використовуються вибірки невеликого розміру, наприклад, з алгоритмами, які намагаються персоналізувати лікування для окремих людей, також будуть складними. З невеликими вибірками і слабким науковим розумінням того, що відбувається неможливо буде визначити, досяг успіху алгоритм або зазнав краху, тому що він може бути непоганим в цілому, але показати невдалий приклад.

Додамо в цю суміш навчання і картина стає ще більш складною. «Що ще більш важливо, ідеальний алгоритм у «чорному ящику» пластичний і постійно оновлюється, тому традиційна модель клінічних випробувань не підходить, оскільки покладається на статичний продукт, що підлягає стабільної оцінці».

Доведеться підганяти всю систему медичних та клінічних випробувань.

Досягнення балансу

охорони здоров'я відображає історію штучного інтелекту у багатьох аспектах. Невипадково IBM намагалася змінити сферу охорони здоров'я, застосовуючи свій штучний інтелект Watson.

Баланс доведеться знайти. Нам доведеться знайти спосіб обробляти великі дані, використовувати страшну силу нейронних мереж та автоматизувати процес мислення. Ми повинні усвідомлювати недоліки і упередження такого підходу до вирішення проблем.

При цьому ми повинні вітати ці технології, оскільки вони можуть бути корисним доповненням до навичок, знань і глибшому розумінню, яке можуть надати люди. Подібно нейронної мережі, наші галузі повинні навчатися, розширюючи цю кооперацію в майбутньому.

Згодні? Давайте обговоримо в нашому

Більше:

Коронавірус мутував в 30 нових штамів

Коронавірус мутував в 30 нових штамів

Поки коронавирусный апокаліпсис повільно але неминуче стає рутиною, сам вірус SARS-CoV-2 продовжує розвиватися. І, на жаль, у нього добре виходить. Як пише , з посиланням на South China Morning Post, нові дослідження показують, що вірус SARS-CoV-2, в...

У США визнали, що на апараті ШВЛ помирає 88% пацієнтів з коронавірусом

У США визнали, що на апараті ШВЛ помирає 88% пацієнтів з коронавірусом

Коли в світі вирує коронавірус, який призводить до пневмонії і вбиває людей, єдиним рішенням буде посилене лікування. Якщо цього не робити, жертв буде дуже багато. На сьогоднішній день для важких пацієнтів є тільки одне рішення — підключення до...

Може переливання плазми крові вилікувати коронавірус?

Може переливання плазми крові вилікувати коронавірус?

Зазвичай вакцинація має на увазі під собою введення в організм ослаблених або вбитих мікроорганізмів (вірусів), призначених для створення стійкого імунітету до можливим майбутнім інфекційних захворювань — тобто для виділення антитіл. Але що роб...

Примітка (0)

Ця стаття не має коментарів, будьте першим!

Додати коментар

Новини

Розроблено новий метод синтезу суперантибиотиков

Розроблено новий метод синтезу суперантибиотиков

Згідно з даними офіційної статистики супербактерії, стійкі до традиційних методів антибіотикотерапії, є причиною смерті близько 100 000 чоловік по всьому світу. І для того, щоб протистояти крихітним вбивцям, потрібні особливі супе...

Створено імплантат, який позбавить від зайвої ваги і переїдання

Створено імплантат, який позбавить від зайвої ваги і переїдання

Тільки за даними офіційної статистики, у світі було зареєстровано більше 700 мільйонів людей, які страждають від зайвої ваги. Тому питання боротьби з ним має досить важливе значення. З різних причин «традиційні» методи боротьби на...

Знайдено спосіб навчити серце заліковувати себе самостійно

Знайдено спосіб навчити серце заліковувати себе самостійно

Серце є одним з найважливіших органів нашого організму, а враховуючи все невтішну статистику зростання серцево-судинних захворювань, розробка нових методів лікування вкрай важлива. І нещодавно група дослідників з Ратгерського унів...

Експериментальна вакцина проти ВІЛ спрацювала і захистила приматів

Експериментальна вакцина проти ВІЛ спрацювала і захистила приматів

протягом дуже довгого часу вчені з усього світу намагаються знайти спосіб перемогти підступний ВІЛ, що забрав чимало життів. Група експертів з науково-дослідного центру Scripps Research () останні 20 років розробляла вакцину від н...

Створена електронна таблетка з дистанційним управлінням

Створена електронна таблетка з дистанційним управлінням

В недалекому майбутньому підхід до лікування самих різних захворювань може кардинально змінитися завдяки появі електронних таблеток». Одну з таких нещодавно розробили дослідники з Массачусетського Технологічного Інституту (MIT). Н...

CRISPR-діти: наступний гігантський стрибок для людства

CRISPR-діти: наступний гігантський стрибок для людства

В кінці листопада MIT Technology Review розповів дивовижну історію: історію народження перших дітей, які пройшли через редагування генів, будучи ембріонами. Потім стало відомо, що диво сталося в невеликий китайської лікарні, в які...

Новий розпорошується гель запобігає рецидив раку

Новий розпорошується гель запобігає рецидив раку

В залежності від виду онкологічного захворювання, пацієнти будуть отримувати той чи інший вид лікування. Але незважаючи на це, після всіх медичних процедур всі люди, які перенесли рак, мають досить високі шанси рецидиву цього небе...

Вчені готові до першої в історії пересадки свинячої шкіри людини

Вчені готові до першої в історії пересадки свинячої шкіри людини

Сучасна трансплантологія, на жаль, все ще не здатна надати необхідні органи всім нужденним, тому в цій сфері ведуться різні дослідження для того, щоб подолати це обмеження. Напевно багато з вас чули про те, що свинячі органи з ряд...

Російські вчені розробили новий більш точний метод МРТ головного мозку

Російські вчені розробили новий більш точний метод МРТ головного мозку

Процедура магнітно-резонансної томографії (МРТ) вже давно стала незамінним інструментом діагностики різних станів. Особливо корисна вона при скануванні головного мозку. Але зовсім скоро МРТ стане ще більш точною, так як група росі...

Виявлена нова зв'язок кишечника з мозком. І знову винна сіль

Виявлена нова зв'язок кишечника з мозком. І знову винна сіль

Добре відомо, що дієта з високим вмістом солі призводить до підвищеного кров'яного тиску, який є фактором ризику для безлічі проблем зі здоров'ям, включаючи захворювання серця та інсульт. Але за останнє десятиліття дослідження, що...

З клітин шкіри зробили клітини імунітету. І це допоможе в лікуванні раку

З клітин шкіри зробили клітини імунітету. І це допоможе в лікуванні раку

Вчені вже давно знайшли спосіб «перепрограмувати» клітини. Якщо спробувати пояснити без складних наукових термінів, то в ході цього процесу з клітин одного виду можна отримати інші, що може бути корисно в цілому ряді випадків. Нап...

Здійснена успішна пересадка свинячих сердець бабуинам

Здійснена успішна пересадка свинячих сердець бабуинам

Велика група вчених з декількох інститутів у Німеччині, Швеції, Швейцарії та США пересадила серця свиней бабуинам і підтримувала в них життя протягом тривалого періоду часу. У своїй статті, опублікованій в журналі Nature, вчені оп...

Пряма нейростімуляціі допоможе при епілепсії і захистить від депресії

Пряма нейростімуляціі допоможе при епілепсії і захистить від депресії

Різні процеси, що протікають в нашому головному мозку, незважаючи на досить хороше розуміння фізіології і анатомії органу, все ще залишаються загадкою. Зокрема, це стосується такого стану, як епілепсія і різні порушення психомоцио...

Відкрито нове місце зародження клітин крові в людському організмі

Відкрито нове місце зародження клітин крові в людському організмі

Як повідомляє видання Cell Stem Cell, група дослідників з Колумбійського центру трансляційної імунології кілька років тому помітила цікаву закономірність: у багатьох пацієнтів, які перенесли трансплантацію кишечника, в організмі п...

Вчені вперше в історії виростили штучну плаценту

Вчені вперше в історії виростили штучну плаценту

Створення штучних органів не завжди зачіпає область трансплантології. Іноді це потрібно для проведення різних досліджень і навіть не менш серйозних наукових досліджень. Приміром, нещодавно команда вчених з Кембріджського Університ...

Китай наказав зупинити роботу по редагуванню геному людей. Автор роботи зник

Китай наказав зупинити роботу по редагуванню геному людей. Автор роботи зник

На початку цього тижня весь світ буквально потрясло повідомлення про те, що в одній з лікарень Китаю народилися перші в світі діти з отредактированным за допомогою CRISPR геномом. Це дійсно важлива подія для світового співтоварист...

Вчені зрозуміли, як створити таблетку від ожиріння

Вчені зрозуміли, як створити таблетку від ожиріння

Всім відомо, що в якості «резервного запасу» в нашому організмі є жирова тканина. Однак цієї самої тканини у нас цілих 2 види: так звані білий жир і бурий жир. Якщо перший — це ті самі жирові прошарки, які зберігають поживні...

Вчені придумали імплантат для носа повертає людям нюх

Вчені придумали імплантат для носа повертає людям нюх

Завдяки досконалим вченими відкриттів та розробленим на їх основі медичним технологіям, сьогодні у глухих людей є можливість чути, а у сліпих — бачити. Для компенсації втрати слуху вже багато років використовуються кохлеарні імпла...

Універсальні ліки проти різних видів раку отримало схвалення

Універсальні ліки проти різних видів раку отримало схвалення

Управління з контролю харчових продуктів і лікарських засобів (FDA) схвалило виробництво нового універсального лікарського препарату Vitrakvi проти раку, розробленого компанією Loxo Oncology у співпраці з компанією Bayer. Особливі...

Що, якщо пандемія смертельного вірусу грипу розгориться в наші дні?

Що, якщо пандемія смертельного вірусу грипу розгориться в наші дні?

Минуло століття відтоді, як іспанський грип забрав не менше 100 мільйонів життів. І залишається лише питання часу, коли з'явиться подібний штам. Сто років тому сезон грипу назрівав самим звичайним чином. Більшість з тих, хто захво...