ИИ и диагностика: наследие Парацельса
Может ли быть так, что «зима искусственного интеллекта», наступившая в конце 70-х годов прошлого века, на самом деле до сих пор не закончилась, а все коммерческие решения, связанные с использованием ИИ, стали жертвой маркетинга, установившего правило: вам гораздо легче продать продукт, если заявите, что он работает на основе искусственного интеллекта? Нечто подобное уже случалось раньше. Классические экспертные системы, ориентированные на текстовый человеко-машинный интерфейс, пережили расцвет в 70–80-х годах прошлого века, а затем скатились в глубокий кризис, из которого так и не вышли. Интересно провести параллели с современными когнитивными системами, имеющими признаки искусственного интеллекта.
Главный успех эры когнитивных вычислений сейчас связывают с деятельностью IBM Watson. Но действительно ли это успех, или попытка выдать желаемое за действительное?
Источник
Несколько лет назад IBM Watson устойчиво ассоциировался с методами диагностики в медицине, поскольку это было первое направление, в котором суперкомпьютер стали использовать после победы в интеллектуальной передаче «Своя игра». Со временем Watson смог даже отслеживать покемонов в игре Pokemon Go. Сфера применений когнитивной системы IBM широка, но для этой статьи оценим возможности компьютера в области здоровья людей. Здесь у компьютера самые большие достижения.
Ранняя диагностика и выбор метода последующего лечения — одна из самых сложных загадок человечества за всю его историю. И чем выше продолжительность жизни, тем больше проблем со здоровьем вы получаете. 500 лет онкология не считалась насущной проблемой — у каждого было мало шансов просуществовать до появления своего собственного рака. На сегодняшний день рак — одна из главных причин смертности в мире (скажем «спасибо» продолжительности жизни).
Нельзя сказать, что онкология — только «изобретение» 20-го века, связанное с плохой экологией, ядерными испытаниями, консервантами в еде и другими напастями. Рак был известен еще древним грекам, его пытались выявлять и лечить в Средние века, с ним боролись любыми методами, от выжигания железом до молитв.
Изменилось ли что-то в этом суровом состязании, где ставка — человеческая жизнь, с появлением Watson? Безусловно. Но сначала стоит рассказать о схватке, которая была проиграна.
Анатомия человека, как считалось раньше, имеет прямую связь с зодиакальными созвездиями Источник
IBM Watson может вызывать обоснованные сомнения, ведь в медицине были методы лечения, которые в свое время считались очень эффективными, а теперь кажутся абсурдом. Удивительно, но некоторые из них применялись не так давно, 100–150 лет назад.
Героин от кашля, глазные капли с радиоактивными элементами, якобы способные избавить и от близорукости — медицина знает достаточно примеров научных заблуждений. Иногда нужны десятилетия, чтобы принять новый метод лечения или диагностики.
К концу 15-го века образ раненого человека стал популярен в средневековых медицинских учебниках. Он изображает различные способы того, как человек может получить травму Источник
Развитие медицинских знаний раньше замирало на сотни лет. В то время как древние римляне, греки и египтяне двигали вперед медицинские знания, после смерти этих цивилизаций наука перешла в застой и врачебная практика практически не развивалась до конца 17-го века.
Медицина стала погружаться в суеверия, а диагностика перешла в глубокий кризис. Римско-католическая церковь в какой-то момент заявила, что болезни — это наказания от Бога, болеют только грешники, а кто не согласен — еретик (прописано лечение костром).
Врачам приходилось опираться на сомнительные данные. Цвет мочи сравнивали с таблицей положения планет; дисбаланс «жизненных соков» в организме устраняли, чередуя диету, обильное питье, горячую ванну, клизму, рвоту и кровопускание. О, кровопускание — «царь лекарств» — получившее широкое распространение из-за убеждений о том, что часть болезней вызвана переизбытком крови в организме.
Врачи либо сами были астрологами, либо обращались за помощью к специалистам в области оккультных наук. Так, запрещалось делать надрезы вен и сухожилий в области колен людям, родившимся под знаком Козерога. Весам не делали кровопускание из спины. Тельцам не резали шею. У всех знаков были свои особенности.
Соотношения Луны и звезд имели значение для постановки диагноза и выбора правильного лечения. Положение зодиакальных созвездий определяло, в какие дни следует пускать кровь. К концу 1500-х годов врачи по всей Европе были обязаны по закону перед проведением сложных медицинских процедур рассчитывать положение Луны.
Не будем забывать о таком интересном методе лечения как самоистязания, когда бичующий себя человек, подвергая тело страданиям, забирал на себя грехи больного и тем самым исцелял его.
Помните текст «Тысячелетние фичи карт», где можно было отследить, как зарождались картографические приемы и особенности, которыми мы пользуемся до сих пор? С медициной Средних веков — ничего общего. За одним исключением.
Источник
«Здесь лежит Филипп Теофраст звания Доктор Медицины, что те многие язву, проказу, подагру, водянку и некоторые неизлечимые заразные болезни тела чудесным искусством излечил и распределением и отдачей своего имущества бедных почтил. В год 1541, в 24-й день сентября, сменил жизнь на смерть».
475 лет назад эта надпись появилась на могиле Филиппа Авреола Теофраста Бомбаста фон Гогенгейма более известного как Парацельс. Выдающийся врач, философ, естествоиспытатель, алхимик, астролог и волшебник своего времени. Можете считать, что Парацельс был суперкомпьютером начала эпохи Возрождения.
Даже люди далекие от медицины могли слышать высказывание Парацельса: «Всё есть яд, и ничто не лишено ядовитости; одна лишь доза делает яд незаметным». В упрощенном изложении фраза обычно звучит так: «Всё — яд, всё — лекарство; то и другое определяет доза».
Парацельс полагал, что лекарства по большей части — это яд, но правильная дозировка позволяет воздействовать на источник болезни, а не на симптом. Увлеченный химией, он писал трактаты о правильном лечении с помощью доз ртути, меди, сурьмы, железа, мышьяка. Впоследствии эти труды стали основой фармакологии.
Среди «коллег» Парацельс имел дурную репутацию: он не полагался на сложившиеся веками догматы и стремился к новым знаниям, попутно реформируя всю медицинскую науку. Врач постоянно обновлял свою базу знаний, много путешествовал и общался с хирургами, алхимиками, предсказателями, учеными и даже простыми бродягами.
При всех выдающихся талантах и многочисленных случаях реальных исцелений безнадежно больных, Парацельс ошибался бесчисленное количество раз. Он лечил сифилис, втирая в ноги пациенту ртутную мазь (многим помогало). Прописанные им препараты вызывали отравления. Лекарственные травы, выбранные по оккультным методам, не оказывали никакого эффекта. Он ставил диагнозы больным по тому, как запотевало зеркало при их дыхании на его поверхность, и использовал зеркала для лечения, читая на них заклинания и «уговаривая» темные энергии перейти в отражение пациента.
Парацельс считал, что врач без знания астрологии не в состоянии поставить правильный диагноз больному, а уж тем более, помочь ему. И, наконец, для выяснения причин рака он стал полагаться на алхимию. Парацельс прижигал опухоль каленым железом, а затем исследовал обожженные участки — вот такой метод диагностики.
Почему, несмотря на многочисленные неудачи и смерти, Парацельс вошел в историю, как один из величайших врачей? Потому что он воспринимал неудачи как бесценный опыт, благодаря которому менялась медицинская наука. К счастью, сейчас, чтобы получить новые знания, не нужно рисковать людьми. Но избавлена ли медицина нового времени, в которой постепенно нивелируется человеческий фактор, от бесчисленных ошибок?
Источник
Интеллект машины зависит от того, какие данные в нее загружаются: истории болезней, рентгеновские снимки, результаты КТ / МРТ и многое другое. С тех пор, как Watson стал использоваться для уточнения симптомов и постановки диагноза, а также для борьбы с мошенничеством в медицине (например, неправильно выписанные лекарства, махинации со счетами за медуслуги), IBM потратила более 4 млрд долларов для покупки несколько компаний с огромными запасами медицинских данных.
В бизнес-подразделении Watson сейчас более 10 000 сотрудников, но IBM продолжает делать долгосрочные и чрезвычайно дорогие инвестиции, связывая судьбу всей компании с успехом одного проекта.
И результаты уже есть. IBM Watson извлек и оценил большое количество структурированных и неструктурированных данных из медицинских записей с помощью обработки естественного языка и машинного обучения. Сейчас Watson достаточно точно предоставляет онкологам рекомендации по лечению рака молочной железы, легких, колоректального и некоторых других видов рака.
Для того чтобы ставить настолько точные диагнозы, Watson должен получить от пациентов исчерпывающие ответы, которые могли бы выявить потенциальный источник болезни. Компьютеру нужно знать о вашем детстве, привычках и даже наличии домашних животных.
Watson проходил клиническое испытание на базе нескольких медицинских центров, где работал вместе с группой врачей-онкологов. В одном из центров группа врачей изучила случаи 638 больных раком молочной железы, для которых Watson, основываясь на полученных данных, дал собственные рекомендации по лечению в трех категориях: стандартное лечение, для дальнейшего обсуждения, назначенное лечение не рекомендуется.
В 90% случаев Watson рекомендовал стандартную терапию опухоли, и эти советы совпали с рекомендациями врачей.
Но в отдельных случаях уровень согласованности составлял меньше процентов, и варьировался в зависимости от типа рака. В общем и целом было замечено: чем меньше вариантов лечения признает медицина в отдельных случаях, тем больше у Watson «попаданий» в цель.
В исследовании также сравнили, сколько времени потребовалось для сбора и анализа данных для выработки рекомендаций. В среднем эта процедура занимает 20 минут, когда делается вручную, но при большом опыте работы врача сокращается до 12 минут. Watson же тратил в среднем 40 секунд на одного больного для сбора данных, анализа и рекомендаций по лечению.
Watson, очевидно, не доктор Хаус, но при этом уже сейчас компьютер способен в 18 раз ускорить работу врача.
В Медицинской школе университета в Северной Каролине для Watson подготовили 1000 онкологических диагнозов — и не одного вида, как в примере выше. В 99% случаев Watson смог рекомендовать такие же методы лечения, какие предложили профессиональные онкологи, однако в 30% случаев он также нашел вариант лечения, который врачи пропустили. Некоторые методы лечения были основаны на научно-исследовательских работах, которые врачи просто не успели прочитать — более 160 000 документов по исследованиям рака публикуются каждый год. Другие варианты лечения, возможно, только-только появились в новых клинических испытаниях и онкологи просто не видели подобного текста в интернете.
В практике Watson попадаются и уникальные случаи. Когда лечение пациентки, страдающей от лейкемии, оказалась неэффективным, группа японских врачей обратились к IBM за помощью. Watson смог определить, что женщина на самом деле страдала редкой формой лейкемии, которую врачи не сумели выявить. Для постановки правильного диагноза Watson сравнил генетические данные пациента с информацией из 20 миллионов онкологических исследований.
У вас волчанка!
Вот мы и пришли к тому, из-за чего появилась статья. Итак, есть мнение, что Watson — это завуалированная рекламная кампания, предназначенная для продаж различных облачных услуг компании IBM.
Зачем нужна реклама, делающая крупную ставку на спасение всего человечества? Дело в том, что IBM уже несколько лет теряет прибыль, а общий долг компании составляет 44,5 млрд долларов. IBM два года демонстрировала самую слабую динамику в «элитном» индексе Dow Jones: курс акций падал с января 2013 по январь 2015 года. Подобное случалось в истории лишь однажды: «голубые фишки» Bethlehem Steel, одной из лидирующих компаний на рынке, в середине 90-х также два года подряд терпели крах. Затем компания обанкротилась.
Очевидно, что в IBM не хотели краха и стали массивно вкладываться в брендинг облачных предложений, а Watson удачно помог создать образ технологического будущего и остановил волнение инвесторов.
Проблема в том, что возможности суперкомпьютера и облачных технологий компании IBM не намного превосходят возможности обычного поискового сервиса. Watson может подтвердить то, что врач уже знает, но ведь человек и так уже знает диагноз и уверен в своем выборе, если это хороший специалист.
Watson может подсказать способ лечения, о котором не подумал онколог? Это может сделать любой, прочитавший статью: пиявки, кровопускание, алхимия, иглоукалывание, хиропрактика, гомеопатия, хиромантия, электрошоковая терапия, лоботомия, магия вуду. Есть тысячи других методов лечения, о которых не подумал бы обычный врач.
Если Watson говорит, что есть какой-то альтернативный способ вылечить больного, это не обязательно означает, что способ вообще жизнеспособен. Среди всех опубликованных материалов ни слова не говорится о том, меняли ли врачи метод лечения в зависимости от советов Watson. Нет, они могли корректировать диагноз, это правда, но лечил человека всегда сам врач.
Другой проблемой является тот факт, что Watson может рассматривать только уже написанную и оцифрованную информацию о болезни, а это означает, что более редкие заболевания с небольшим количеством клинических исследований ему труднее обнаружить просто потому, что нет в наличии достаточного количества данных. Нет, Watson, очевидно, не может сравниться с доктором Хаусом.
По пресс-релизам IBM складывалось впечатление, что они могут создать нечто более мощное, чем программу, которая будет читать все существующие медицинские записи и рекомендовать лечение для данного набора симптомов. Однако до сих пор наиболее заметным, и наиболее разрекламированным достижением Watson была победа в Jeopardy («Своя игра») еще в 2011 году.
IBM’s Watson: A Disaster In The Making
Watson является вершиной усилий IBM в области «когнитивных вычислений», однако на практике за этими словами стоит информационный поток, который генерируется внутри самой компании. IBM использует «когнитивность», чтобы описать универсальный алгоритм искусственного интеллекта, но все существующие приложения ИИ предназначены для выполнения узких специфических задач: чтобы распознать, к примеру, котика на фотографии.
Одна из крупнейших компаний в мире удивительно одинока в этом подходе: более чем 85% новостей о «когнитивных вычислениях» за последние 5 лет генерировались самой IBM. Все остальные технологические гиганты делают ставку на менее амбициозные проекты, с гораздо более прямыми и точными названиями.
Даже если взять в расчет самый пессимистический прогноз — Watson это раздутый рекламный проект для продаж облачных технологий — нельзя избавиться от двух фактов: это машина, и она работает. Никогда прежде во всей человеческой истории люди не получали столь мощное подспорье в деле постановки диагнозов.
Возможно ли, что негативные сентенции рождаются не в последнюю очередь от самих медиков? Предположим, что суперкомпьютер верно диагностирует болезнь и назначает лечение, зачем вообще этой системе понадобится человек, если он не лежит на больничной койке?
История не сулит ничего хорошего для юристов, врачей и водителей грузовиков. Да, Watson работает во многом не лучше человека и даже не так хорошо, как человек, но он никогда не спит, не отдыхает, не ест, не просит отпуск, не уходит в декрет, не требует прибавки к зарплате, как и саму зарплату. Он не может ошибиться, потому что вчера отмечал день рождения, пьян, устал, состарился, занервничал, испугался, задумался, подсел на викодин. Пока вы читаете эти строки, Watson продолжает обучаться. И пусть пока мы можем считать, что опухоль мозга сложнее, чем игра в Го, но Го пала уже вчера, а диагностика — следующая на очереди.
В статье использованы материалы:
Экспертные системы
Здоровье Mail.Ru
IBM Is Counting on Its Bet on Watson, and Paying Big Money for It
Watson correctly diagnoses woman after doctors were stumped
IBM«s Watson AI Recommends Same Treatment as Doctors in 99% of Cancer Cases
THIS R EXTENSION GIVES DATA SCIENTISTS ACCESS TO IBM WATSON
Dr House goes digital as IBM«s Watson diagnoses rare diseases
IBM Watson accurately matches oncologists' advice, study finds
IBM’s Watson: A Disaster In The Making
Medicine, diagnosis and treatment in the Middle Ages
http://xkcd.com/1619/
