去年11月深夜,一名來(lái)自布朗克斯的54歲婦女由于劇烈的頭痛而來(lái)到哥倫比亞大學(xué)醫(yī)療中心掛急診。她對(duì)急診室的醫(yī)生說(shuō),她的視力已經(jīng)變得模糊,左手無(wú)力且伴有麻痹癥狀。醫(yī)生檢查后,對(duì)她的頭部進(jìn)行了CT掃描。
幾個(gè)月后,今年1月份的一個(gè)清晨,4名培訓(xùn)中的放射科醫(yī)師擠在醫(yī)院三樓的一臺(tái)電腦前。這個(gè)房間昏暗無(wú)窗,僅有幾絲光線從屏幕映出,就像被海水層層濾過(guò)。隔間里擠滿了人,哥倫比亞大學(xué)的神經(jīng)放射科主任AngelaLignelli-Dipple正拿著鉛筆和pad站在他們身后;她正在培訓(xùn)他們?nèi)绾慰炊瓹T掃描。
她說(shuō):「一旦大腦不工作了,變成灰色,很容易診斷出中風(fēng)。技巧就是把握好診斷時(shí)機(jī):趕在神經(jīng)細(xì)胞過(guò)量死亡之前進(jìn)行診斷。」中風(fēng)通常由堵塞或出血引起,神經(jīng)放射學(xué)家有大約45分鐘的窗口期進(jìn)行診斷,以便醫(yī)生采取干預(yù)措施,比如,溶解正在變大的結(jié)塊。Lignelli-Dipple繼續(xù)說(shuō)著,提高了決策時(shí)間所帶來(lái)的巨大風(fēng)險(xiǎn):「假設(shè)你正在急診室中,每過(guò)一分鐘,大腦的某部分正在死亡。失去時(shí)間就是失去大腦?!?/p>
時(shí)間一分一秒地流逝,她掃了一眼墻上的鐘,問(wèn)道:「問(wèn)題究竟出在哪里?」
中風(fēng)通常很不對(duì)稱。血液會(huì)供給大腦的左右分支,而后會(huì)分解為細(xì)小支流;凝塊或出血通常僅會(huì)影響其中的一個(gè)分支,導(dǎo)致大腦一部分出現(xiàn)異常。當(dāng)神經(jīng)細(xì)胞失去血液供應(yīng)并死亡時(shí),組織會(huì)略微膨脹,在掃描時(shí),解剖結(jié)構(gòu)之間清晰的邊界可能變模糊,最終組織會(huì)皺縮,并產(chǎn)生干燥的陰影。但是,通常在中風(fēng)后進(jìn)行掃描的幾小時(shí)甚至幾天之后,陰影才會(huì)出現(xiàn),此時(shí)診斷窗口期早就結(jié)束了。LignelliDipple對(duì)我說(shuō):「在此之前,掃描時(shí)僅會(huì)出現(xiàn)很細(xì)微的跡象」,即中風(fēng)前兆。
這名布朗克斯婦女的掃描圖像是對(duì)頭骨的橫切面切割圖,就像是從底部切到頂部的瓜。醫(yī)師們像是翻查一本手冊(cè)一樣瀏覽著圖層,喊出解剖結(jié)構(gòu)的名稱:小腦、海馬區(qū)、島狀皮層、紋狀體、胼胝體、腦室等等。此時(shí)一名年近30的醫(yī)師在一張照片前停下了,用鉛筆尖比劃著大腦右側(cè)邊緣的一片區(qū)域說(shuō)道:「這里有些不對(duì)勁,它的邊界很模糊。」但在我眼里,由于像素不清晰,整張圖片都是不協(xié)調(diào)并且模糊的,但他顯然發(fā)現(xiàn)了不尋常的情況。
「模糊?」Lignelli-Dipple刺探道:「你能描述得更詳細(xì)一點(diǎn)嗎?」
這名醫(yī)師沉默著思索了一會(huì),仿佛正在梳理腦海中的解剖結(jié)構(gòu),衡量著各種可能。之后他聳聳肩,說(shuō)道:「它只是不一樣。我也不清楚,它看起來(lái)很有趣罷了?!?/p>
Lignelli-Dipple展示了第二次CT掃描(比第一次晚20小時(shí)),此時(shí),被那名醫(yī)師指出的區(qū)域已經(jīng)腫脹到了葡萄的直徑那般大小,而且顏色顯得很暗。之后展出的一系列連續(xù)幾天的掃描圖片讓他們明白了真相——出現(xiàn)了一塊明顯的楔形灰色區(qū)域。她到達(dá)急診室不久,神經(jīng)科醫(yī)師便試圖用溶栓藥物疏通堵塞的動(dòng)脈,但已經(jīng)太晚了。初次掃描的幾個(gè)小時(shí)后,她便失去意識(shí),被送往重癥監(jiān)護(hù)室。兩個(gè)月后,這名婦女仍住在樓上的病房里,但此時(shí)她的左半部分身體——從上臂到腿都已經(jīng)癱瘓了。
我跟隨Lignelli-Dipple去了她的辦公室。我想了解關(guān)于學(xué)習(xí)的事情:醫(yī)生是怎樣學(xué)習(xí)診斷的?機(jī)器是否也能做到?
1997年的秋天,我在波士頓開(kāi)始了臨床輪轉(zhuǎn)(clinicalrotations),也開(kāi)啟了自己的診斷生涯。為了做好準(zhǔn)備,我讀了一本醫(yī)學(xué)教育的經(jīng)典教科書(shū),這本書(shū)將診斷行為明確分為四個(gè)階段。第一,醫(yī)生利用患者的病史以及身體檢查,搜集有關(guān)病人的疾病或身體狀況的事實(shí);第二,整理這些信息并生成一份可能病因的綜合列表;第三,通過(guò)提問(wèn)和初步測(cè)試,進(jìn)行「鑒別診斷」——即排除一種假設(shè)并加強(qiáng)另一種假設(shè),同時(shí)給出權(quán)重來(lái)表現(xiàn)疾病的常見(jiàn)程度,以及患者的病史、風(fēng)險(xiǎn)與暴露情況(諺語(yǔ)有云,不要把簡(jiǎn)單的問(wèn)題復(fù)雜化);于是列表的可能項(xiàng)就變少了;最后,部署確定的實(shí)驗(yàn)室檢查、X光或CT掃描以確認(rèn)假設(shè)并確認(rèn)診斷。數(shù)十年來(lái),醫(yī)學(xué)教課書(shū)都如實(shí)復(fù)制著這些步驟的變體,我們也從一代又一代醫(yī)學(xué)院學(xué)生的身上看到了這幅圖像:他們有條不紊、不辭辛勞地從癥狀找到病因。
但不久后我便得知,真正的診斷技術(shù)并不那么簡(jiǎn)單。我所在醫(yī)學(xué)院的主任是一個(gè)優(yōu)雅的新英格蘭人,他總穿著拋光的便鞋,口音濃重,并以成為專家診斷醫(yī)師而自豪。他會(huì)讓病人表現(xiàn)出一種癥狀,比如咳嗽,然后再靠到椅子上,嘴里冒出一串形容詞。他可能會(huì)說(shuō)「微弱而刺耳」,或是「底部有嗡嗡聲」,仿佛正在描述一瓶波爾多葡萄酒。而對(duì)我來(lái)說(shuō)所有的咳嗽聲聽(tīng)起來(lái)都一樣,但是我會(huì)參與其中——「是的,刺耳」,就像酒會(huì)中緊張的南郭先生。
咳嗽分類學(xué)家會(huì)即刻縮小診斷的可能范圍。他可能會(huì)說(shuō):「聽(tīng)起來(lái)像一種肺炎」,或是「充血性心力衰竭的濕疹」,接著他會(huì)詢問(wèn)一系列問(wèn)題。病人最近體重是否有所增加?是否有石棉曝露的歷史?他還會(huì)要求病人再次咳嗽,斜倚身子,用聽(tīng)診器仔細(xì)聽(tīng)診。他可能會(huì)根據(jù)結(jié)果得出另一系列的可能情況,就像突觸的加強(qiáng)和削弱。而后就像路邊魔術(shù)師的縱身一躍一般宣布他的診斷——「心力衰竭!」,并進(jìn)行測(cè)試來(lái)證明它的正確性,而結(jié)果通常確實(shí)無(wú)誤。
幾年前,巴西的研究人員研究了放射科專家的大腦,來(lái)了解他們?nèi)绾巫龅皆\斷。這些經(jīng)驗(yàn)豐富的診斷醫(yī)師是否對(duì)圖像使用了心理「規(guī)則」?還是說(shuō)他們使用了「模式識(shí)別或非分析推理」?
25名放射科醫(yī)生被要求評(píng)估肺部的X光,而核磁共振成像機(jī)可以跟蹤他們的大腦活動(dòng)(這個(gè)系列的遞歸很棒:若要診斷診斷,成像器就必須成像)。X光在他們面前一閃而過(guò)。一些圖片包含可能常見(jiàn)的單一病理?yè)p傷,可能是肺部的棕櫚狀陰影,或積聚在肺內(nèi)襯層后面發(fā)暗且不透明的流體壁。嵌在第二組診斷圖像中的是動(dòng)物的線條圖;而第三組則是字母表的字母輪廓。這三種圖像會(huì)按照隨機(jī)順序向放射科醫(yī)生展示,然后在核磁共振成像機(jī)追蹤其大腦活動(dòng)的同時(shí),讓他們盡快說(shuō)出圖像的名稱。放射科醫(yī)生平均需要1.33秒才能做出診斷。在這三種情況下,大腦亮起的區(qū)域相同:左耳附近的神經(jīng)元寬三角洲以及顱骨后基上方的蛾形帶。
研究人員總結(jié)道:「我們的研究結(jié)果支持這樣的假設(shè):當(dāng)醫(yī)生立即發(fā)現(xiàn)一種特征以及已知的病變時(shí),這個(gè)過(guò)程與日常生活中命名事物的過(guò)程相似。」識(shí)別病變與命名動(dòng)物的過(guò)程相似。當(dāng)你認(rèn)出犀牛時(shí),你并不會(huì)考慮并消除替代的候選者。也不是在精神上將獨(dú)角獸、犰狳和小象融合在一起。你會(huì)以一種模式認(rèn)出犀牛的全部,而放射科醫(yī)生也是如此。他們并沒(méi)有沉思、回憶以及區(qū)分,他們看到的是一個(gè)普通對(duì)象。對(duì)我的主任來(lái)說(shuō),那些濕漉漉的聲音也同樣像熟悉的叮當(dāng)聲一般能夠辨認(rèn)出來(lái)。
1945年,英國(guó)哲學(xué)家GilbertRyle舉辦了一場(chǎng)頗具影響力的講座,主題關(guān)于兩類知識(shí)。一個(gè)孩子知道一輛自行車有兩個(gè)輪子,其輪胎充滿了空氣,并且可以通過(guò)騎腳踏板讓它前進(jìn);Ryle將這種事實(shí)、命題類的知識(shí)稱為「知其然(knowingthat)」。但學(xué)習(xí)騎自行車涉及到另一個(gè)學(xué)習(xí)領(lǐng)域:這個(gè)孩子會(huì)在摔倒、平衡兩個(gè)輪子以及穿過(guò)坑洼的過(guò)程中學(xué)會(huì)騎自行車。Ryle將這種隱性的、體驗(yàn)式的、基于技能的知識(shí)稱為「知其所以然(knowinghow)」。
這兩種知識(shí)似乎是相互依賴的:你可以使用事實(shí)性知識(shí)來(lái)深化經(jīng)驗(yàn)性知識(shí),反之亦然。但是,Ryle警告要抵制認(rèn)為「知其然(knowthat)」可以簡(jiǎn)化為「知其所以然(knowinghow)」這種誘惑,因?yàn)橐槐疽?guī)則手冊(cè)無(wú)法教會(huì)孩子騎自行車。Ryle認(rèn)為,只有當(dāng)我們知道如何運(yùn)用規(guī)則時(shí),規(guī)則才能真正發(fā)揮作用:「例如,對(duì)鳥(niǎo)類來(lái)說(shuō),只有通過(guò)生活才能掌握規(guī)則?!挂惶煜挛?,我看著7歲的女兒騎自行車通過(guò)一個(gè)小丘。她第一次嘗試時(shí)停在了斜坡最陡峭的部分,然后摔倒了。下一次我看到她屈身向前傾斜,最初角度很小,隨后越來(lái)越明顯;而當(dāng)坡度減小時(shí),她會(huì)向后增加重量。但是,我從未教過(guò)她騎自行車爬上那座小丘的規(guī)則。我想,當(dāng)她的女兒學(xué)習(xí)騎自行車翻過(guò)這座小丘時(shí),她也不會(huì)教她這些規(guī)則。我們會(huì)傳授一些與宇宙有關(guān)的規(guī)則,但是會(huì)將剩下的留給大腦。
參加完Lignelli-Dipple與放射科學(xué)員的會(huì)議之后,我曾與通過(guò)CT掃描發(fā)現(xiàn)早期中風(fēng)的年輕人SteffenHaider交流了一下。他是怎么發(fā)現(xiàn)病變的?是「知其然(knowthat)」還是「知其所以然(knowhow)」?他以習(xí)得規(guī)則作為談話的開(kāi)始。他知道中風(fēng)往往發(fā)生在一面,組織會(huì)輕微「變灰」,且常常伴有略微腫脹,造成解剖邊界丟失。他說(shuō):「大腦中有些地方的血液供應(yīng)特別脆弱?!篂榱俗R(shí)別病變,他必須在大腦的一側(cè)尋找沒(méi)有出現(xiàn)在另一側(cè)的跡象。
我提醒道,他忽視了圖像中很多不對(duì)稱的情況。這個(gè)CT掃描與大多數(shù)情況一樣,在左側(cè)存在其他灰色的波紋,但右側(cè)卻沒(méi)有,它們可能是婦女中風(fēng)前大腦中的異常運(yùn)動(dòng)或潛在變化。他是如何把重點(diǎn)縮小到這片區(qū)域的?他停了下來(lái),頭腦風(fēng)暴卻仍在繼續(xù)。終于,他開(kāi)口道:「我不知道,有一部分是潛意識(shí)的」。
Lignelli-Dipple告訴我:「當(dāng)你在學(xué)習(xí)中逐漸成長(zhǎng)為放射學(xué)家時(shí),這種情況就會(huì)出現(xiàn),而問(wèn)題在于機(jī)器能否以相同的方式『成長(zhǎng)與學(xué)習(xí)』」。
2015年1月,計(jì)算機(jī)科學(xué)家SebastianThrun開(kāi)始癡迷于醫(yī)學(xué)診斷的難題。這位在德國(guó)長(zhǎng)大的科學(xué)家很瘦,剃著光頭,周身充斥著漫畫人物的氣息;他看起來(lái)就像米歇爾·??拢ǚ▏?guó)著名哲學(xué)家——譯者注)和憨豆先生的奇異組合。Thrun以前是斯坦福大學(xué)教授,領(lǐng)導(dǎo)者該校的人工智能實(shí)驗(yàn)室,后來(lái)離開(kāi)創(chuàng)建GoogleX,領(lǐng)導(dǎo)會(huì)自學(xué)的機(jī)器人和無(wú)人駕駛汽車的研發(fā)。但是,他發(fā)現(xiàn)自己對(duì)有著學(xué)習(xí)能力的醫(yī)療設(shè)備有了莫大的興趣。49歲時(shí),他母親因乳腺癌去世——正是他現(xiàn)在的年齡。Thrun告訴我:「大多數(shù)癌癥患者最初并沒(méi)有癥狀,我母親就沒(méi)有,當(dāng)她去看醫(yī)生時(shí),癌癥已經(jīng)轉(zhuǎn)移了。我沉迷于找到一種能在癌癥早期就將其偵測(cè)出來(lái)辦法——那時(shí),還能用手術(shù)刀將其切除。我也一直在想,機(jī)器學(xué)習(xí)算法能否有所幫助?」
早期在自動(dòng)診斷方面的研究往往與教科書(shū)代表的顯性知識(shí)(explicitknowledge)領(lǐng)域緊密相關(guān)。以心電圖為例(心電圖將心臟的電信號(hào)變化轉(zhuǎn)變?yōu)榧垙埢蚱聊簧系木€條),過(guò)去的二十年來(lái),電腦解讀的通常是這些系統(tǒng)的特征。執(zhí)行這些工作的程序通常比較直接,特征波形與多種情況相關(guān)(如心房顫動(dòng)或血管阻塞),以及識(shí)別這些特征波形并輸入到應(yīng)用中的規(guī)則。當(dāng)機(jī)器識(shí)別到這些特征波形時(shí),它會(huì)把這種心跳標(biāo)記為「心房顫動(dòng)(atrialfibrillation)」。
在早期胸部腫瘤X射線透視技術(shù)中也是這樣,「計(jì)算機(jī)輔助診斷」已經(jīng)屢見(jiàn)不鮮。圖像識(shí)別軟件會(huì)突出顯示疑似病變的區(qū)域,而后放射科醫(yī)師會(huì)復(fù)查結(jié)果。但這種識(shí)別軟件通常也是使用基于規(guī)則的系統(tǒng)來(lái)識(shí)別可能病變的區(qū)域。這樣的程序沒(méi)有內(nèi)置的自主學(xué)習(xí)機(jī)制,即一臺(tái)已經(jīng)檢查過(guò)三千張X光圖像的機(jī)器并不比僅檢查過(guò)四張X光圖像的機(jī)器更聰明。2007年的研究對(duì)使用計(jì)算機(jī)輔助診斷設(shè)備前后胸部腫瘤X射線透視技術(shù)的準(zhǔn)確性進(jìn)行了比較,其中這些局限性變得異常明顯。人們也許會(huì)預(yù)計(jì)在設(shè)備投入使用后,診斷的準(zhǔn)確率會(huì)明顯提高。但實(shí)際上設(shè)備產(chǎn)生的影響很復(fù)雜:在計(jì)算機(jī)輔助診斷組中,活體檢查的準(zhǔn)確率上升,但腫瘤學(xué)家最希望檢測(cè)到的小型侵入性乳腺癌準(zhǔn)確率卻有所降低(甚至后續(xù)研究顯示這種技術(shù)存在假正類(falsepositives)問(wèn)題)。
Thrun確信,他能通過(guò)從基于規(guī)則的算法轉(zhuǎn)變?yōu)榛趯W(xué)習(xí)的算法來(lái)超越第一代診斷設(shè)備,從「知其然(knowthat)」變?yōu)椤钢渌匀唬↘nowhow)」來(lái)作出診斷。Thrun使用的這類學(xué)習(xí)算法就涉及使用「神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)」這種計(jì)算策略,因?yàn)樵撋窠?jīng)網(wǎng)絡(luò)的靈感源于大腦運(yùn)作的模型,所以其能完成這一學(xué)習(xí)過(guò)程。大腦中的神經(jīng)突觸通過(guò)反復(fù)激活而加強(qiáng)或減弱;這些數(shù)字系統(tǒng)旨在通過(guò)數(shù)學(xué)手段實(shí)現(xiàn)類似的目的,調(diào)整連接的「權(quán)重」來(lái)向預(yù)期輸出靠攏。更強(qiáng)大系統(tǒng)會(huì)與神經(jīng)元層級(jí)相似,每個(gè)系統(tǒng)會(huì)處理輸入的數(shù)據(jù)并將結(jié)果發(fā)送到下一層。因此,出現(xiàn)了「深度學(xué)習(xí)」。
Thrun將皮膚癌作為切入點(diǎn),特別是角化細(xì)胞癌(美國(guó)最常見(jiàn)的一類癌癥)和黑素瘤(最危險(xiǎn)的皮膚癌)。能否訓(xùn)練機(jī)器通過(guò)掃描圖片將皮膚癌與良性皮膚?。ㄈ琊畀?、皮疹或痣)區(qū)分開(kāi)呢?Thrun推理道:「如果一名皮膚科醫(yī)生做得到,那么機(jī)器應(yīng)該也能夠做到,并且可能會(huì)做得更好。」
一般而言,關(guān)于黑素瘤的皮膚病學(xué)教學(xué)會(huì)從基于規(guī)則的系統(tǒng)開(kāi)始,就像醫(yī)學(xué)生的學(xué)習(xí)一樣,配有一套便捷的助記符:ABCD。黑色素瘤通常是不對(duì)稱的(「A」——asymmetrical),其邊緣(「B」——border)是不均勻的,而顏色(「C」——color)會(huì)變成斑塊狀且附有雜色,并且它們的直徑(「D」——diameter)通常大于6毫米。但當(dāng)Thrun在醫(yī)學(xué)教科書(shū)和網(wǎng)絡(luò)上查看黑素瘤標(biāo)本時(shí),卻發(fā)現(xiàn)了不適用于這些規(guī)則的例外。
Thrun仍然是斯坦福大學(xué)的兼職教授,找了兩名學(xué)生AndreEsteva和BrettKuprel幫助他進(jìn)行研究工作。他們的首要任務(wù)是創(chuàng)建一個(gè)所謂的「教學(xué)集(teachingset)」:一個(gè)龐大的圖像庫(kù),用來(lái)訓(xùn)練機(jī)器識(shí)別惡性腫瘤。Esteva和Kuprel通過(guò)網(wǎng)絡(luò)搜索發(fā)現(xiàn)了18個(gè)由皮膚病專家分類好了的皮膚損傷圖像庫(kù)。其中包含了近13萬(wàn)張有關(guān)痤瘡、皮疹、蟲(chóng)咬、過(guò)敏反應(yīng)和皮膚癌等疾病的圖片,皮膚病專家將它們分為近2000種疾病。值得注意的是,有一個(gè)包含2000個(gè)病變的集合已經(jīng)由病理學(xué)家切片檢查過(guò)了,因而它們幾乎是被確診的了。
Esteva和Kuprel開(kāi)始訓(xùn)練他們的系統(tǒng)。他們沒(méi)有制定規(guī)則;沒(méi)有教它ABCD助記符。相反,他們是將圖像和其確診分類輸入神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。我請(qǐng)Thrun描述這個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的工作內(nèi)容。
「想象用一個(gè)老式的程序去識(shí)別一只狗,」他說(shuō)。「軟件工程師會(huì)寫出1000行if-then-else語(yǔ)句:如果它有耳朵,和一個(gè)鼻子,并有頭發(fā),且不是一只老鼠等等,這樣循環(huán)往復(fù)完成識(shí)別任務(wù)。當(dāng)然,這并不是一個(gè)孩子去學(xué)習(xí)識(shí)別狗的方式。起初,孩子會(huì)通過(guò)觀察以及大人的告知來(lái)識(shí)別狗。她也許會(huì)犯錯(cuò)誤,但能糾正自己。當(dāng)她認(rèn)為狼是狗時(shí),大人們會(huì)告訴她狼屬于一個(gè)完全不同的類別。于是她一點(diǎn)一點(diǎn)地改變了自己的認(rèn)識(shí):這是『狗』,那是『狼』。機(jī)器學(xué)習(xí)算法就像孩子一樣,從一個(gè)已分類好的標(biāo)注訓(xùn)練集抽取信息。如這是一只狗,那不是一只狗。然后,它從一組一組的訓(xùn)練集中提取出特征。接著,通過(guò)對(duì)成百上千張已分類圖像進(jìn)行自我測(cè)試,機(jī)器學(xué)習(xí)系統(tǒng)像孩子一樣開(kāi)始創(chuàng)建屬于自己的方式來(lái)識(shí)別狗。」它就是知道如何去做(knowhow)。
2015年6月,Thrun的團(tuán)隊(duì)開(kāi)始測(cè)試通過(guò)給機(jī)器一個(gè)「驗(yàn)證集(validationset)」的方式來(lái)了解它從圖像主集合中學(xué)到了什么:一些經(jīng)皮膚病專家診斷(雖然不一定是通過(guò)活檢)的14,000張圖像。該系統(tǒng)是否能夠準(zhǔn)確地將圖像分為3個(gè)診斷類別——良性病變、惡性病變和非癌生長(zhǎng)?這個(gè)系統(tǒng)的正確率為70%。(該算法的實(shí)際輸出不是「yes」或「no」,而是某個(gè)給定病變屬于類別的概率。)兩位得到委員會(huì)認(rèn)證的皮膚病學(xué)家也在一旁做了測(cè)試,不過(guò)他們做得更糟:其正確率為66%。
接著,Thrun、Esteva和Kuprel又將研究擴(kuò)展到了25位皮膚病學(xué)家,而這一次他們使用了一個(gè)黃金標(biāo)準(zhǔn)——約2000張經(jīng)由活組織檢測(cè)證實(shí)的圖像「測(cè)試集(testset)」。在幾乎每一個(gè)測(cè)試中,該機(jī)器都比這些專家更加敏感:它不太可能錯(cuò)過(guò)一個(gè)(惡性)黑素瘤。它也比專家們更為明確:它不太可能將一個(gè)腫瘤錯(cuò)稱為(惡性)黑素瘤?!冈诿恳淮螠y(cè)試中,該網(wǎng)絡(luò)都要優(yōu)于皮膚病學(xué)家,」該小組在《自然》雜志所發(fā)表的一份報(bào)告中總結(jié)到。
「還有一個(gè)有關(guān)網(wǎng)絡(luò)的更深刻的東西沒(méi)有在該論文中得到充分強(qiáng)調(diào),」Thrun告訴我。在研究的第一版本中,他和團(tuán)隊(duì)開(kāi)始使用的是一個(gè)完全的樸素(na?ve)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。但是他們發(fā)現(xiàn),如果是從一個(gè)已被訓(xùn)練成識(shí)別一些不相關(guān)特征(比如狗和貓)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)入手,它會(huì)學(xué)得更快更好。也許我們的大腦功能也是這樣。高中課程中那些令人頭腦麻木的練習(xí)——因式分解、共軛動(dòng)詞、背元素周期表——可能會(huì)得到相反的結(jié)果:令人頭腦敏銳。
在教機(jī)器時(shí),他們團(tuán)隊(duì)必須得小心地處理這些圖像。Thrun希望人們有一天只需提交其令人擔(dān)憂的病變手機(jī)照片就可以得到診斷,這意味著該系統(tǒng)必須適用于多種角度和照明條件。但是,他回憶道,「在某些圖片中,(惡性)黑素瘤已經(jīng)被黃圓盤標(biāo)志標(biāo)記過(guò)了。我們必須把它們裁剪出來(lái)——否則,我們可能就是在教計(jì)算機(jī)將黃圓盤標(biāo)志作為癌癥標(biāo)志給挑選出來(lái)。」
這是一個(gè)古老的難題:一個(gè)世紀(jì)前,德國(guó)民眾被CleverHans迷住了,據(jù)說(shuō)這匹馬可以進(jìn)行加減運(yùn)算,并能夠通過(guò)敲擊蹄子來(lái)將答案?jìng)鬟f出來(lái)。事實(shí)證明,CleverHans實(shí)際上是在感受馴馬者的態(tài)度舉止。當(dāng)馬蹄敲擊數(shù)接近正確答案時(shí),馴馬者的表情和姿勢(shì)就會(huì)變得放松。動(dòng)物的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)沒(méi)有學(xué)過(guò)算術(shù),卻學(xué)會(huì)了檢測(cè)人類肢體語(yǔ)言的變化?!高@就是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)離奇的地方,」Thrun說(shuō)?!改悴恢浪鼈?cè)谑褂檬裁葱畔?。它們就像黑箱,其?nèi)部運(yùn)作是神秘的。」
「黑箱」問(wèn)題是深度學(xué)習(xí)所特有的。該系統(tǒng)不受大量而明確的醫(yī)學(xué)知識(shí)和一系列診斷規(guī)則的引導(dǎo);通過(guò)進(jìn)行大量的內(nèi)部調(diào)整——類似于加強(qiáng)和減弱大腦中的突觸連接——它已經(jīng)能夠有效地教自己去區(qū)別痣與黑色素瘤。它究竟是如何將某一病變確定為黑色素瘤的呢?我們無(wú)法知道,它也無(wú)法告訴我們。所有允許網(wǎng)絡(luò)去學(xué)習(xí)的內(nèi)部調(diào)整和處理都發(fā)生在我們的審查能力之外。就像我們自己的大腦一樣。當(dāng)你騎自行車慢慢轉(zhuǎn)彎時(shí),你會(huì)向相反的方向傾斜。我的女兒知道自己是這樣做的,但這并不是她自己的選擇。該黑色素瘤機(jī)器必須從圖像中提取某些特征;如果它不能告訴我們所選的是哪一個(gè)特征,這會(huì)有什么影響嗎?這就像是微笑著的知識(shí)之神。遇到這樣一臺(tái)機(jī)器,你可以窺見(jiàn)動(dòng)物感知人類心靈的可能方式:無(wú)所不知但卻難以理解。
Thrun輕快地設(shè)想了這樣一個(gè)世界——我們時(shí)刻處于診斷的監(jiān)控之中。我們的手機(jī)將分析如何把語(yǔ)音模式轉(zhuǎn)化為老年癡呆癥的診斷。一個(gè)方向盤會(huì)通過(guò)你小幅度的躊躇和震顫來(lái)檢測(cè)出早期的帕金森氏癥。當(dāng)你在洗澡時(shí),一個(gè)浴缸將通過(guò)無(wú)害的超聲波或磁共振來(lái)執(zhí)行順序掃描,以確定卵巢中是否出現(xiàn)了新的需要調(diào)查的紊亂。大數(shù)據(jù)將會(huì)觀看、記錄和評(píng)估你:我們將從一個(gè)攫取的算法中穿梭到下一個(gè)。進(jìn)入Thrun的這個(gè)浴缸和方向盤的世界就是進(jìn)入了一個(gè)診斷鏡大廳,每面鏡子都敦促著更多的測(cè)試。
很難不被這種愿景所誘惑。一個(gè)每天都在做圖像對(duì)照、不斷以細(xì)節(jié)————甚至可能是細(xì)胞——顆粒的方式對(duì)我們進(jìn)行掃描的醫(yī)療監(jiān)獄,可能會(huì)使我們?cè)诎┌Y的最早期診斷出它嗎?它能提供癌癥檢測(cè)方面的什么突破嗎?這聽(tīng)起來(lái)令人印象深刻,但其中有一個(gè)陷阱:許多癌癥都注定是因人而異的。我們是和它們一起死去,而不是因它們死去。如果這樣一個(gè)身臨其境的診斷引擎將導(dǎo)致數(shù)以百萬(wàn)計(jì)的不必要的活檢呢?在醫(yī)學(xué)上,早期診斷可以挽救或延長(zhǎng)生命。但也有一些情況是,你會(huì)擔(dān)心更長(zhǎng)的時(shí)間,但不會(huì)活得更久。很難知道你想知道多少。
「我對(duì)于增強(qiáng)人類能力方面很感興趣,」當(dāng)我問(wèn)他這種系統(tǒng)對(duì)人體診斷的影響時(shí),Thrun這樣說(shuō)到?!缚矗I(yè)耕作消除了某種形式的耕作嗎?當(dāng)然,不過(guò)它也擴(kuò)大了我們生產(chǎn)農(nóng)產(chǎn)品的能力。并非所有這些都是好的,但它使我們能夠養(yǎng)活更多的人。工業(yè)革命增強(qiáng)了人類肌肉的力量。當(dāng)你使用電話時(shí),你增強(qiáng)了人類語(yǔ)言的力量。在紐約的你無(wú)法令加利福尼亞的人聽(tīng)到你的喊叫」——的確,當(dāng)時(shí)Thrun和我的通話距離就是這么長(zhǎng)——「但你手上的這個(gè)矩形設(shè)備可以讓人聲傳遞到3000英里之外。電話取代了人聲嗎?沒(méi)有,電話是增強(qiáng)設(shè)備。認(rèn)知革命將允許計(jì)算機(jī)以同樣的方式增強(qiáng)人類的思維能力。就像機(jī)器使人類肌肉增強(qiáng)了1000倍一樣,機(jī)器也將令人類的大腦性能增強(qiáng)1000倍。」Thrun堅(jiān)持認(rèn)為,這些深度學(xué)習(xí)設(shè)備不會(huì)取代皮膚病醫(yī)生和放射科醫(yī)生。它們將加強(qiáng)專業(yè)人士的能力,為他們提供專業(yè)知識(shí)和援助。
GeoffreyHinton是多倫多大學(xué)的計(jì)算機(jī)科學(xué)家,他認(rèn)為學(xué)習(xí)機(jī)器將在臨床醫(yī)學(xué)中發(fā)揮出更大的作用。Hinton——喬治·布爾的玄孫,其布爾代數(shù)是數(shù)字計(jì)算的一個(gè)基本原理——有時(shí)被稱為深度學(xué)習(xí)之父;這是他從19世紀(jì)70年代中期以來(lái)就開(kāi)始研究的一個(gè)主題,他的許多學(xué)生如今已成為該領(lǐng)域的主要設(shè)計(jì)者。
「我認(rèn)為,如果你是一名放射科醫(yī)生,那么你就像是漫畫中的WileE.Coyote(譯注:先拼命地往懸崖外跑,離了很遠(yuǎn)之后才發(fā)現(xiàn)自己已經(jīng)踏空。),」Hinton告訴我?!改阋呀?jīng)越過(guò)了懸崖的邊緣,但是還沒(méi)有朝懸崖下看去。下面并沒(méi)有地面?!褂糜谌榉亢托呐K成像的深度學(xué)習(xí)系統(tǒng)已被商業(yè)化開(kāi)發(fā)出來(lái)了?!高@完全是顯而易見(jiàn)的,深度學(xué)習(xí)將在5年內(nèi)勝過(guò)放射科醫(yī)師,」他繼續(xù)說(shuō)道。「可能是10年。我在一個(gè)醫(yī)院里說(shuō)過(guò)這個(gè)。但是這一點(diǎn)并沒(méi)有獲得廣泛的接受?!?/p>
Hinton那次在醫(yī)院的原話很直率:「他們現(xiàn)在應(yīng)該停止訓(xùn)練放射科醫(yī)生了?!巩?dāng)我向AngelaLignelliDipple提出這個(gè)挑戰(zhàn)時(shí)她指出,診斷醫(yī)師并非僅僅是在做yes-no式的分類工作。他們不僅僅是在定位導(dǎo)致中風(fēng)的栓塞。他們是在關(guān)注其它地方的小出血,這些小出血可能會(huì)令溶栓藥物的使用造成災(zāi)難性的后果,他們是在尋找一種意料之外的、或許依然處于無(wú)癥狀狀態(tài)的腫瘤。
「很好。結(jié)果稍微是可預(yù)測(cè)的」
Hinton現(xiàn)在有資格發(fā)起挑釁。他告訴我:「放射科醫(yī)生的角色將從做一些感知任務(wù)——受過(guò)高度訓(xùn)練的鴿子也可能能完成的這種任務(wù)——演變?yōu)樽龈嗟恼J(rèn)知工作」。他對(duì)于自動(dòng)化醫(yī)學(xué)未來(lái)結(jié)局的預(yù)測(cè)是基于一個(gè)簡(jiǎn)單的原則:「如果你擁有關(guān)于某舊式分類問(wèn)題的大量數(shù)據(jù),那么就考慮去解決這個(gè)問(wèn)題吧,深度學(xué)習(xí)將會(huì)做到這一點(diǎn)。那時(shí)會(huì)有數(shù)以千計(jì)的深度學(xué)習(xí)應(yīng)用程序出現(xiàn)。」他想利用學(xué)習(xí)算法來(lái)讀取各種各樣的X射線、CT掃描和核磁共振——而這只是他所認(rèn)為的近期前景。在未來(lái),他說(shuō),「學(xué)習(xí)算法將會(huì)從事病理診斷」,它們可能會(huì)閱讀Pap涂片、聽(tīng)心臟的聲音或是預(yù)測(cè)精神病患者復(fù)發(fā)的可能性。
我們討論了黑箱問(wèn)題。雖然計(jì)算機(jī)科學(xué)家們正在研究它,但是Hinton承認(rèn),這些挑戰(zhàn)——打開(kāi)黑箱和試圖找出到底這些強(qiáng)大的學(xué)習(xí)系統(tǒng)知道些什么以及它們是如何知道的——是「微不足道的——不要相信任何人的話?!覆贿^(guò),這是一個(gè)他認(rèn)為我們可以學(xué)會(huì)去適應(yīng)的問(wèn)題。他說(shuō):「想象在某場(chǎng)比賽中,一名棒球運(yùn)動(dòng)員與一名物理學(xué)家對(duì)抗以確定球可能在哪著陸,」他說(shuō)?!赴羟蜻\(yùn)動(dòng)員一次又一次地拋了一百萬(wàn)次球,他可能不了解任何方程式,但是他知道球到底會(huì)有多高、能達(dá)到多大的速度以及它會(huì)降落到地面的位置。物理學(xué)家可以寫方程式來(lái)判斷同一件事物。但是二者終將殊途同歸?!?/p>
我回顧了計(jì)算機(jī)前輩在鉬靶檢查中使用計(jì)算機(jī)輔助檢測(cè)和診斷的令人失望的結(jié)果。Hinton承認(rèn),任何新系統(tǒng)都需要通過(guò)嚴(yán)格的臨床試驗(yàn)進(jìn)行評(píng)估。然而,他強(qiáng)調(diào),新的智能系統(tǒng)是為了從其錯(cuò)誤中吸取教訓(xùn)——從而可以隨著時(shí)間的推移而改進(jìn)?!肝覀兛梢栽谝粋€(gè)會(huì)關(guān)注每個(gè)錯(cuò)過(guò)的診斷——最終患肺癌的病人——并將其反饋到機(jī)器系統(tǒng)中來(lái)建立檢測(cè)與診斷機(jī)制。我們可以問(wèn),你錯(cuò)過(guò)了什么?你能細(xì)化診斷嗎?沒(méi)有針對(duì)人類放射科醫(yī)生的這種系統(tǒng)。如果你遺漏了某件事,然后5年后你的一個(gè)病人患上了癌癥,那么這就沒(méi)有系統(tǒng)的例行程序來(lái)告訴你如何糾正自己。但是你可以在一個(gè)系統(tǒng)中建立這種機(jī)制來(lái)教計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)?!?/p>
一些最雄心勃勃的診斷機(jī)器學(xué)習(xí)算法版本尋求將自然語(yǔ)言處理(讓算法可以查看病人的醫(yī)療記錄)與從教科書(shū)、期刊和醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)獲得的醫(yī)療方面的百科知識(shí)整合起來(lái)??偛吭O(shè)立于馬薩諸塞州劍橋市的IBMWatsonHealth和總部設(shè)在倫敦的DeepMind都希望建立這樣的綜合系統(tǒng)。我看到一些這樣的系統(tǒng)正處于試點(diǎn)示范運(yùn)行中,但它們的許多功能——特別是深度學(xué)習(xí)組件仍在發(fā)展中。
Hinton對(duì)于深度學(xué)習(xí)診斷的未來(lái)充滿激情,這部分是由于他自己的經(jīng)驗(yàn)。當(dāng)他正在開(kāi)發(fā)這種算法時(shí),他的妻子被發(fā)現(xiàn)患有晚期胰腺癌。他的兒子被診斷出患有惡性黑色素瘤,但隨后活檢顯示該病變是一個(gè)基底細(xì)胞癌,是一種不太嚴(yán)重的癌癥?!高@里還有很多東西需要學(xué)習(xí),」Hinton說(shuō),輕輕地嘆了一口氣。「準(zhǔn)確的早期診斷并不是一個(gè)簡(jiǎn)單的問(wèn)題。我們可以做得更好。為什么不讓機(jī)器幫助我們呢?」
在一個(gè)冰冷的三月的清晨,在我與Thrun和Hinton談話的幾天之后,我去了位于曼哈頓第一大街50號(hào)的哥倫比亞大學(xué)的皮膚診所。主治醫(yī)師LindseyBordone那一天原定要看49個(gè)病人。然而到了十點(diǎn)鐘,候診室卻里擠滿了人。一個(gè)60歲左右留著胡子的男人坐在角落里,用一條羊毛圍巾把脖子上的皮疹掩蓋起來(lái)。一對(duì)焦慮的夫婦蜷縮著在看《時(shí)代》雜志。
Bordone看著病人接二連三地趕來(lái)。在一個(gè)由熒光燈照明的里屋內(nèi),一個(gè)護(hù)士坐在一臺(tái)計(jì)算機(jī)前說(shuō)了一句話總結(jié)到:「50歲,先前沒(méi)有診斷史,皮膚上有新的可疑點(diǎn)」——然后Bordone沖進(jìn)診療室,她金色的頭發(fā)在風(fēng)中飛揚(yáng)著。
一個(gè)30多歲的年輕人臉上有鱗屑紅疹子。Bordone打量著這個(gè)年輕人,他的皮膚剝落了并從鼻子上掉下來(lái)。Bordone把他拉入燈光下仔細(xì)檢查了他的皮膚,然后用手持皮膚鏡對(duì)其進(jìn)行觀察。
「你的頭發(fā)里有頭皮屑嗎?」她問(wèn)。
這個(gè)男人看起來(lái)很困惑。「當(dāng)然,」他說(shuō)。
「嗯,這是面部皮屑,」Bordone告訴他?!高@是一個(gè)特別糟糕的情況。但問(wèn)題是它現(xiàn)在為什么會(huì)出現(xiàn)并且情況變得越來(lái)越糟了。你在頭發(fā)上使用過(guò)什么新產(chǎn)品嗎?你有一些異常的家庭壓力嗎「
「壓力肯定是有一些的,」他說(shuō)。他最近失業(yè)了,正在處理隨之而來(lái)的財(cái)務(wù)問(wèn)題。
「記日記,」她建議到?!肝覀兛梢詰{此確定二者之間是否有關(guān)聯(lián),」她開(kāi)了一個(gè)類固醇霜的處方,并讓他一個(gè)月后再來(lái)。
在隔壁房間的是一個(gè)年輕的律師助理,他的頭皮上起了一片發(fā)癢的疙瘩。Bordone摸他的疙瘩時(shí)他趕緊避開(kāi)了?!钢缧云ぱ?,」她說(shuō)到,結(jié)束了這個(gè)檢查。
另一個(gè)房間的女人脫了衣服并穿上醫(yī)院的病號(hào)服。她過(guò)去被診斷出患有黑色素瘤,而她做預(yù)防措施卻很勤奮。Bordone一個(gè)斑點(diǎn)接著一個(gè)斑點(diǎn)地檢查了這個(gè)女人的皮膚。這花了她20分鐘的時(shí)間,但這種檢查徹底且全面,她用手指在一片痣與皮贅組成的景觀中劃過(guò),同時(shí)說(shuō)出診斷結(jié)果。有一些痣和角化病,但并沒(méi)有黑色素瘤或者癌?!缚雌饋?lái)一切都很好,」她興高采烈地說(shuō)。女人寬慰地嘆了口氣。
于是乎就是:Bordone來(lái);她見(jiàn);她確診(譯注:愷撒大帝描述其勝利時(shí)說(shuō),「我來(lái);我見(jiàn);我征服?!梗K幌馠inton是只草原狼,而似乎像是一架有些瘋狂的越野車,試圖用接二連三趕來(lái)的病例來(lái)跟上時(shí)代的步伐。她在里屋中寫筆記時(shí),我問(wèn)她關(guān)于Thrun對(duì)診斷的愿景:一張iPhone照片被電郵給一個(gè)強(qiáng)大的異地網(wǎng)絡(luò),召集了一群無(wú)可置疑但不可理解的專家評(píng)價(jià)。一位全職的皮膚科醫(yī)生,比如Bordone,會(huì)在她的一生中看到約20萬(wàn)個(gè)病例。斯坦福的機(jī)器算法在大約3個(gè)月內(nèi)獲取了近13萬(wàn)的病例。然而每位新晉的皮膚科醫(yī)師都需要從零開(kāi)始,但是Thrun的算法卻一直都處于獲取病例、成長(zhǎng)和學(xué)習(xí)的過(guò)程中。
Bordone聳了聳肩?!溉绻軒椭易鞒龈鼫?zhǔn)確的決定,我會(huì)歡迎它,」她說(shuō)?!肝业囊恍┎∪嗽趤?lái)找我之前會(huì)拍下他們的皮膚問(wèn)題照片,這會(huì)增加我的診所的診斷范圍?!?/p>
這聽(tīng)起來(lái)像是一個(gè)合理的回復(fù),而我還記得Thrun有關(guān)技術(shù)增強(qiáng)人類能力的安撫性言論。但是,隨著機(jī)器學(xué)習(xí)得越來(lái)越多,人類會(huì)學(xué)習(xí)得越來(lái)越少嗎?這是一些父母所長(zhǎng)期焦慮的問(wèn)題,他們的孩子可以使用手機(jī)中的拼寫檢查功能:如果孩子停止學(xué)習(xí)如何去拼寫怎么辦?這種現(xiàn)象被稱為「自動(dòng)化偏見(jiàn)(automationbias)」。當(dāng)汽車獲得自動(dòng)駕駛輔助時(shí),司機(jī)可能變得不那么警覺(jué)了,而類似的事情也可能發(fā)生在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。或許Bordone是一個(gè)孤獨(dú)的JohnHenry(譯注:他為了保住自己和黑人兄弟們的飯碗而站出來(lái)向機(jī)器挑戰(zhàn),寧死不向機(jī)器屈服。),而現(xiàn)實(shí)中的蒸汽鉆即將上線。但有一點(diǎn)是無(wú)法忽視的,即她自己的關(guān)注從未動(dòng)搖過(guò)、她對(duì)待手指劃過(guò)的每一個(gè)皮贅和痣時(shí)是多么地認(rèn)真。如果她與一臺(tái)機(jī)器合作,那么她還會(huì)這樣繼續(xù)下去嗎?
我注意到了Bordone與其病人之間的其它互動(dòng)模式。一方面,他們最后幾乎總是會(huì)感覺(jué)更好。他們被觸摸并被仔細(xì)地檢查;一個(gè)談話就這樣發(fā)生了。即使是對(duì)病變的命名——「痣」、「角化病」——也是一劑心靈潤(rùn)滑劑:心底里有一些對(duì)疾病診斷過(guò)程的欣慰。那個(gè)皮膚重現(xiàn)光澤和彈性的女人,她的焦慮也隨之脫落。
還有很多。正如巴西研究員可能已經(jīng)猜到的,Bordone會(huì)在一瞬間識(shí)別出診斷結(jié)果。她口中的「皮炎」或「濕疹」,就好像是在識(shí)別一只犀牛:當(dāng)她識(shí)別出某一模式時(shí),你幾乎可以看到她大腦后下方的神經(jīng)元角錐狀物所迸發(fā)出的火花。但診斷還沒(méi)有結(jié)束。Bordone幾乎在每個(gè)案例中都會(huì)花大量的時(shí)間調(diào)查病變?cè)颉槭裁磿?huì)出現(xiàn)這些癥狀?是壓力嗎?一種新的洗發(fā)水?有人改變了游泳池里的氯嗎?為什么是現(xiàn)在?
我認(rèn)識(shí)到,在這些臨床實(shí)踐中的最有力的因素,不是了解它或是知道如何去掌握案例的事實(shí)情況,或識(shí)別出醫(yī)生們所構(gòu)建的模式。而是存在于知識(shí)的第三個(gè)領(lǐng)域中:了解原因。
因?yàn)榻忉尶蓽\可深。如你的手指上有一個(gè)紅色的水泡,因?yàn)槟闩龅搅艘粔K熱鐵;你的手指上有一個(gè)紅色的水泡,因?yàn)闊齻ぐl(fā)了前列腺素和細(xì)胞因子的一個(gè)炎癥級(jí)聯(lián)反應(yīng),而其中的調(diào)控過(guò)程仍然不能被我們完美地解讀出來(lái)。了解原因、提問(wèn)為什么,是我們通向各種解釋的橋梁,而解釋正越來(lái)越多地成為掌控醫(yī)學(xué)進(jìn)步的東西。當(dāng)Hinton談到棒球運(yùn)動(dòng)員和物理學(xué)家時(shí),人工或真實(shí)人類的診斷醫(yī)師,將會(huì)成為棒球運(yùn)動(dòng)員,他們熟練但黑箱。醫(yī)學(xué)研究者將成為醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的物理學(xué)家,正如來(lái)自棒球領(lǐng)域的理論學(xué)家一樣,但他們有知道「為什么」的渴望。這是一個(gè)方便的職責(zé)分工,但這是否或許也意味著損失?
「深度學(xué)習(xí)系統(tǒng)沒(méi)有任何解釋能力,」Hinton直截了當(dāng)?shù)卣f(shuō)到。黑箱不能調(diào)查原因。事實(shí)上,他說(shuō):「深度學(xué)習(xí)系統(tǒng)變得越強(qiáng)大,它就越含糊。由于更多的特征被提取了出來(lái),診斷本身變得越來(lái)越準(zhǔn)確。然而為什么這些特征會(huì)從數(shù)以百萬(wàn)計(jì)的其它特征中被提取出來(lái),這仍然是一個(gè)無(wú)法回答的問(wèn)題?!顾惴梢越鉀Q一個(gè)案例,但它不能創(chuàng)建一個(gè)案例。
然而我在自己的領(lǐng)域(腫瘤學(xué))中不禁注意到,往往是那些熟練的從業(yè)者,他們通常也是喜愛(ài)鉆研的研究人員在取得研究進(jìn)展。事實(shí)上在過(guò)去的幾十年里,有抱負(fù)的醫(yī)生曾經(jīng)努力想成為棒球運(yùn)動(dòng)員和物理學(xué)家:他們?cè)噲D用診斷的靈敏度來(lái)了解疾病的病理生理學(xué)。
為什么一個(gè)皮膚病變的不對(duì)稱邊緣會(huì)預(yù)測(cè)出黑色素瘤?為什么有些黑色素瘤會(huì)自然消退,以及為什么在其中的一些病例中會(huì)出現(xiàn)白色斑塊?巧合的是,診斷專家在臨床中所觀察到的這些現(xiàn)象,最終與如今臨床上所使用的一些最有效的免疫藥物的發(fā)明聯(lián)系在一起。(皮膚美白原來(lái)是免疫反應(yīng)的結(jié)果,該反應(yīng)同時(shí)也會(huì)對(duì)抗黑色素瘤)該發(fā)現(xiàn)鏈可以始于臨床。如果越來(lái)越多的臨床實(shí)踐被黑箱的學(xué)習(xí)機(jī)所取代,如果知識(shí)的內(nèi)隱和顯性形式之間日常和自發(fā)的親密關(guān)系(即知道是什么、為什么、怎么樣)開(kāi)始褪色,那么我們是否會(huì)變成這樣一種情況:把能做的做得更好,但對(duì)于重新審視我們所應(yīng)該做的事情、去跳出黑箱進(jìn)行思考卻表現(xiàn)得越來(lái)越無(wú)能?
我與哥倫比亞大學(xué)皮膚病學(xué)科的一把手DavidBickers交流過(guò)我們的自動(dòng)化未來(lái)?!赶嘈盼遥乙呀?jīng)試著去理解Thrun論文的所有分支知識(shí),」他說(shuō)。「我不明白這些算法背后的數(shù)學(xué)原理,但我確實(shí)知道這樣的算法可能會(huì)改變皮膚科領(lǐng)域的發(fā)展實(shí)踐。皮膚科醫(yī)生會(huì)失業(yè)嗎?我不這么認(rèn)為,但我認(rèn)為我們必須認(rèn)真考慮如何把這些技術(shù)融入我們的實(shí)踐中。我們使用機(jī)器的代價(jià)是什么?如果機(jī)器做出了錯(cuò)誤的預(yù)測(cè),那么其法律責(zé)任是什么?如果依靠這樣的算法,那么,這是否會(huì)削弱我們的實(shí)踐,或者作為診斷專家的自身形象?最終,是否會(huì)訓(xùn)練一批技術(shù)人員而不再是醫(yī)生?「
他看了下時(shí)間。一個(gè)病人正等著見(jiàn)他,他要離開(kāi)了?!肝疫@輩子都是以診斷學(xué)家和科學(xué)家為業(yè),」他說(shuō)。我知道病人多么依賴我的分辨惡性病變和良性病變的專業(yè)。我也知道醫(yī)學(xué)知識(shí)來(lái)自于診斷?!?/p>
他提醒我,「診斷」這個(gè)詞來(lái)源于希臘語(yǔ)「理解知道差異(knowingapart.)?!箼C(jī)器學(xué)習(xí)算法只會(huì)更加擅于知道這類差異:比如,分隔(partitioning)、辨別痣和黑色素瘤。但是無(wú)論從哪個(gè)角度說(shuō),就知道(knowing)來(lái)說(shuō),都會(huì)超越那些專注于解決具體任務(wù)的算法。在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,也許最終的回報(bào)來(lái)自于理解整體(knowingtogether)。
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