人工智能可以帮助我们解锁世界上最复杂的运行系统——人体

We are already seeing AI making profound progress in some areas of healthcare.Image: BenevolentAI
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一场悄然发生的变革正在展开,其潜力或许超过以往任何一场技术革命,能够深刻造福人类。这场变革源于人工智能(AI)与医疗保健的融合。

关于人工智能如何补充、改变和增强人类智能,人们有很多讨论。但在努力拓展心智的同时,我们是否也应该努力改善、保护并了解自己的身体?

我的整个职业生涯都在致力于寻找疾病疗法。我对人工智能充满期待,因为它有望通过人与机器之间新的互动,解锁世界上最复杂的运行系统——人体。人工智能先进的智能与推理能力,有助于我们以此前从未做到过的方式了解身体,极大激发人类创造力,并帮助科学家研发新药。

从生活方式的角度看,智能增强如今已十分普遍。每当我们打开智能手机、搜索互联网或与家中的设备互动时,它就在发挥作用。但有一个领域,人工智能的应用将远比单纯改善生活方式更为根本,那就是人类最大的未满足需求——疾病治疗。

我们有幸生活在这样一个时代,寿命将远远超过50年前的想象。但即使我们活得更久,也未必能像年轻时那样健康地度过晚年。癌症、阿尔茨海默病和糖尿病等使人衰弱的疾病,已经给家庭、社会和经济带来了前所未有的负担。

Image: 英国癌症研究会

在这个许多事物都已被技术重新构想的世界里,我们应该追问:为什么仍有约9,000种疾病完全没有治疗方法?为什么有3亿人患有罕见病,而在当前经济模式下,这些疾病永远不会有药物研发出来?技术在这一领域的影响难道不应该大得多吗?

当然,我们已经看到人工智能在医疗保健的一些领域取得了显著进展。例如在诊断方面,早期检测和准确诊断正在快速发展,并以五年前医生难以想象的方式增强医生的能力。但这只是问题的一部分。试想被诊断出患有某种疾病,随后却被告知无药可治。

治疗疾病的道路充满挑战。在创立自己的人工智能公司之前,我曾在生物技术领域工作,从中学到的一点是,制药研发面临的挑战可能有多么巨大。这些挑战带来了成本和时间问题,也使治疗未获解决的疾病这一迫切需求至今难以满足。如今,一种新药从发现到获得美国食品药品监督管理局(FDA)批准,平均需要耗资26亿美元,整个过程可能长达10至15年。光是这一点就已经够糟了。更糟的是,所有研发项目中有97%都会失败。

Image: 塔夫茨大学药物开发研究中心(CSDD)2014年研究

这不是一个容易解决的问题。简而言之,生物学极其复杂。要找到并理解疾病的根本原因,更不用说找到疗法,难度都极大。人体是已知最大的数据信息系统,拥有超过37万亿个细胞。它是数百万年进化的最终成果,受无数因素和排列组合的影响。我们对人体的研究越深入,例如对人类基因组进行测序,就越会意识到仍有太多东西有待学习。

问题不只是生物学的复杂性,还在于我们人类能够吸收和处理的信息量有限。要了解信息的规模,仅生物医学领域每天就会发表10,000篇新科学论文,已有超过1亿项科学专利、数百个内容丰富的化学和基因组数据库,以及数以万计的患者临床试验数据集。这些并非人类天生能够处理的内容。

有一点显而易见:科学领域存在许多极其棘手的问题,人类自身的思维能力尚未进化到可以独自解决它们。但人类很聪明,发明了新的思维技术,让它们与我们协同工作,解决这些重大难题。

这正是我希望在自己的公司实现的目标。我想与一个接受过人类生物学训练的人工智能进行对话。我想说:“电脑,帮我找到治疗肌萎缩侧索硬化症(ALS)的方法。”然后,电脑会读取每一条数据、每一篇科学论文、每一个化学数据库、每一个基因组数据库——所有内容。人工智能能够结合上下文理解这些信息和数据的含义,进行推理、理解并推测ALS的根本分子病因……接着,它就能告诉我该如何设计一种治疗这种疾病的药物。

这样的对话或许还要过一段时间才能实现,但并没有许多人想象的那么遥远。很多人谈论人工智能医疗时都把它视为未来,但现实是,它正在发生。人工智能技术正从被动工具迈向生成式工具。生成式人工智能工具利用计算机和算法自行推理并提出解释,它们所需要的只是我们的目标和约束条件。

那么,我们如今处在人工智能医疗发展的哪个阶段?

作为科学家、数学家和计算机工程师,我们开发的算法在某些任务上比我们聪明得多,但在另一些任务上远不及人类,因为它们并不需要那么聪明。计算器的算术能力就比你强。核磁共振(NMR)人工智能在空间和分子分析方面比你更出色,也能比你更准确地预测化学键之间的距离。拥有数十亿个数据点的知识图谱,掌握的生物学知识比你更多。

借助人工智能技术推动生物学和生命科学创新、实现指数级进步的浪潮尚未到达顶峰。不过,我们如今已处于这样一个阶段:先进算法、更强大的计算能力以及海量数据的获取,正使科学家与机器能够协同合作,以远超人类独自所能达到的水平,深入洞察生物学和疾病。

在生物学和生命科学领域,我们即将迎来一个非凡的创新时期,其发展速度将与其他数据丰富领域相当,并由计算机科学和工程领域的进步推动。未来五年,医疗保健领域将经历比过去五十年更多的变革。这些变革很大一部分将由技术带来,而其中许多技术都将由人工智能驱动。

在人工智能的帮助下,人类健康科学正迎来一场前所未有的复兴。就在过去几年里,我们开始理解那些长期困扰我们的疾病——嗯,几乎可以说是一直以来都在困扰我们的疾病。

作为一个社会,我们可以选择如何使用这项强大的技术。我们可以选择害怕人工智能,也可以利用它来帮助我们、增强我们的能力并与我们协作,克服我们的认知局限,协助我们做好人类不擅长的事,并让我们更好、更快地实现目标。随着我们不断探索赋予机器智能的新方法,我们可以想象这样一个世界:把这种智能分发给世界各地的每一位科学家,就像电力通过网络传输,为工作提供动力一样。

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