出品 | 虎嗅科技医疗组成濑心美下马
作家 | 陈广晶
剪辑 | 苗正卿
头图 | 视觉中国
AI和脑机，可能正在颠覆东谈主类对于大脑以及生命的理解。
这个程度，比咱们设想的要快。咱们可能会亲眼看到1980年代的科幻影片《机械战警》曾姿色的画面：第一次履行任务就被土匪打断双臂惨死的窥察，被医师救活后，赢得了钢铁和机械的身躯，一跃从警界菜鸟，升级为超等窥察，不仅刀枪不入、力大无限，还不错利用精准信位的系统，从任何顽恶角度击中敌手……
近40年当年了，“赛博东谈主类”、“脑回生”等一系列的设想正在加快变成施行。而起初被深度影响的是神经外科手术——大家最顶级的一批神经外科医师，依然把AI器具应用得手术和科研之中了。
近期，虎嗅与来自芝加哥大学医学院的两位大家顶级的神经外科医师、学者Peter Warnke和Sean P. Polster进行了独家交流。
（虎嗅注：Peter Warnke，医学博士、芝加哥大学医学院外科老师、立体定向与功能性神经外科主任。他是天下知名的神经外科医师，依然完成了极端 7000 次立体定向手术与极端 3000 次脑手术；是为数未几的经受过赤子神经外科、脑肿瘤外科以及畅通和癫痫外科培训的神经外科医师之一。2021 年，他成为大家第二位为儿童实施激光大脑半球切除术以养息耐药性癫痫的神经外科医师。
Sean P. Polster，医学博士，芝加哥大学医学院神经血管外科名目副主任、颅底与神经血管实验室主任。他主要聚焦于养息头颈部神经血管疾病，以及脑部和颅底肿瘤。作为别称医师兼科学家，Polster 博士一直在揣测新的养息规范与期间，以进步神经外科患者的医疗水平。）
“咱们正在开发的仿生脑机接口，依然已毕东谈主在使用机械手的同期，大脑也能感知得手在作念什么了。”Peter Warnke告诉虎嗅，“这是信得过令东谈主昂然的。不错说，AI在神经科学规模的出路是无限的。”
Peter Warnke和Sean P. Polster亦然率先在手术之中尝试AI器具的一批顶级医师，他们在战斗AI的经由中所碰到的惊喜、问题以及对东谈主类改日的隐忧，颇具代表性。
在与Peter Warnke和Sean P. Polster疏通经由中，虎嗅了解到，东谈主的大脑有上千亿个神经元，它们大多数王人在10到100微米之间，这使东谈主脑成为最复杂精密的结构，也使其病变的养息非常高深。今天的神外手术，不仅手术切口越来越小，罪恶范围也一再压缩，致使不错达到0.15毫米以下。作为神经系统疾病的终极惩办决策，侵入式脑机接口手术中，植入东谈主脑的电极不错细到头发丝的百分之一。在AI加入后，包括脑机接口在内的神经外科手术王人坐上了“火箭”。
AI一忽儿解码了海量大脑信号
虎嗅：比年来，许多新期间用到了神经科学规模，AI亦然其中之一。您对这项期间在神经科学规模应用的领先印象是若何的？
Dr. Warnke：我第一次使用东谈主工智能，是在2019年，那时我接近退休，和匹兹堡大学合营，在首位患者身上进行了实验性脑机接口（BCI）名目揣测。将东谈主工智能用于实期间析脑信号的体验令东谈主印象长远，因为它需要一忽儿对海量的脑部神经元信号进行解码。
东谈主工智能驱动的脑信号分析，恰是这项期间的齐备应用场景。
以前咱们主要用AI来分析平庸的脑电图（EEG），信号主要来惬心脑的大片区域。当今咱们用它来分析植入电极的立体脑电图（stereo EEG）——作念这种脑电图时，咱们会将电极植入到多个大脑区域，这么，除了会输出经典的脑电图，还会产生一种三维数据。对患者的单组脑细胞进行万古间的分析，就能产生数以TB计的数据。
偷拍视频靠东谈主力是无法分析如斯海量的数据的，东谈主工智能就不错通过识别特定的记号并开发响应算法来进行分析。而且在这个经由中，东谈主工智能对电路信号、影像数据等进行的如故多模态分析。
不错说，东谈主工智能在神经科学规模的应用出路是无限的。
虎嗅：确乎，当今东谈主工智能分析脑信号的速率确乎极端快，有报谈走漏，AI不错在一秒内纪录上千次东谈主脑的活动图像，不错识别到东谈主在0.5秒内看到的图片。芝加哥大学医学院也将AI用在临床上了，求教主要用在哪些方面，应用的效果若何样？
Dr. Warnke：有一个典型的例子，从几周前刚才初始应用。当年，咱们对帕金森病或其他震颤患者进行无间的深部脑刺激。当今，咱们实时在线纪录来自基底神经节（basal ganglia）深部信号，并根据咱们纪录的信号，利用东谈主工智能算法分析调治刺激的强度。
Dr. Polster：血管成像期间，比如CT、MRI（磁共振成像），要是用到东谈主群的筛查中，会快速发现健康问题。可是这些检验的痛点在于成濑心美下马，辐照科医师需要仔细查抄影像并勾搭症状来识别潜在问题。要是让AI来作念这项职责，就不错更高效地识别并凸显出那些容易被暴虐的、需要监测的潜在区域。我觉得这将放大 CT 和 MRI 的应用限度。
咱们当今依然将东谈主工智能图像分析期间用到了实践中。比如一个患者疑似患有脑血管疾病，急诊医师就会进行贵重CT血管造影，在医师查抄之前，AI就会对关系信息进行处理，要是发现可能存在大血管封闭、脑出血等病变，系统就会奉告整个医疗团队，以便医师对患者进行分诊并判断需要进行哪些蹙迫处理、实时骚动改善养息效果。
虎嗅：您提到辐照科医师可能暴虐一些细节的问题。在这方面，AI带来了多大的改善？
Dr. Polster：关整个据还在整理中，我能告诉你的是，咱们将AI应用到临床的决定，是基于数据分析作念出的。在识别病理的具体应用中，咱们有凭证解说，在东谈主类辐照科医师漏诊的地方，东谈主工智能期间大概识别出来。极端是在检测动脉瘤方面，东谈主工智能在每个案例中王人能检测到，发扬优于神经辐照科医师。
比如：也曾有一个患者因为大脑中动脉（MCA）动脉瘤破碎出血住院，需要蹙迫手术。医师专注在大脑中的动脉瘤时，AI发现并领导医师，患者还有一个改日有破碎风险的眼动脉瘤。这么，医师就一次处理了两个动脉瘤，幸免了后续发现新病灶，再次手术的遏止。
这挽回了几许生命，很难量化，可是我觉得是很有效的器具，因为东谈主可能会疲顿、遗漏信息，可是AI发扬褂讪，目下效果极端好。
患者不是病变的纠合
虎嗅：您觉得东谈主工智能最大的上风是什么？要是出现AI建议与东谈主类医师的直观冲破的情况，应该如何作念遴荐？
Dr. Warnke：我觉得，东谈主工智能最大上风在于它大概深入到极端微细的层面，尤其是在MRI会诊方面。
在MRI中，由于有不同的成像序列，相应地会产生齐备不同的图像。东谈主工智能大概基于其对数百万次扫描的高大配景分析，看到临床医师看不到的更多细节。
最佳的例子是癫痫手术，临床医师可能觉得这是一个齐备平素的扫描适度，但东谈主工智能分析却能发现微小的互异，从而提倡新的会诊，比如：大脑中的皮质发育不良乖僻导致癫痫，这些是肉眼无法看到的。因此，我觉得东谈主工智能并不会与临床教导相矛盾，而是会补充并完善临床教导。
虎嗅：跟着AI在临床大王人使用，东谈主们系念医师会出现过度依赖AI、导致才智退化，或者将患者简化成一系列数据的情况。您对此有何办法，有什么规范不错幸免出现这种情况吗？
Dr. Warnke: 对于这少许，有两个方面。一方面，东谈主们频繁品评东谈主工智能诽谤了医师履行专科职责的才智。当初MRI出当前，也发生了雷同的情况。那时东谈主们品评说，要是平直依赖影像学检验，医师就无法再躬行检验病东谈主了，但本色上这种说法并莫得得到阐明。因此，东谈主工智能只是一个器具。
另一方面，你的问题还波及将患者只是视为一组数字，而东谈主工智能处理这些数字，这恰是当代期间和医学靠近的雄伟问题。咱们不成暴虐患者背后的东谈主性。本色上，情况应该恰好相背。疾病是一个需要惩办的具体问题，但这只是在举座范围内。对于患者自己而言，要是疾病并非主要问题，而是与患者的活命神色和个东谈主履历关系的另一件事，那只是是齐备养息他的特定疾病就毫或然旨了。
Dr. Polster：当你生病了，你不会去找一个科学家，你会去看医师。器具的跳跃不会转变这少许。
虎嗅：生成式AI的幻觉，一直是东谈主们接头较多的问题，亦然影响其应用于医疗中的关节，在芝加哥大学医学院，搭载在CT或者MRI上的AI，存在这方面的问题吗？
Dr. Polster：是的，它也有可能会出现这种问题。目下将AI用在CT或MRI规模，主要的平正是，AI作为器具，它能发现一些胶漆相投的迹象，一些微细之处，然后，领导医师去心绪这些区域，判断是否存在问题。东谈主工智能可能会作假地识别病变，但把患者只是看作病变的纠合也不对适。
比如：一个 30 岁、有3到4毫米近端动脉瘤的患者的风险-收益情况，与一个85岁有不异大小动脉瘤的患者是不同的。而目下东谈主工智能还无法琢磨到这些身分。这即是为什么把东谈主工智能行为器具使用，阐发它领导检验区域的作用，再由医师勾搭患者情况进行判断，才是更好的应用神色。
东谈主类医师临了的防地
虎嗅：作为在医疗规模使用的器具，您觉得AI还有哪些局限性？
Dr. Warnke: 有几个典型的局限性。一是东谈主工智能所使用诡计机的处理速率，不外这个问题在束缚改善。二是学习才智，当今通用东谈主工智能（GenAI）居品的学习速率依然和东谈主类接近，能更快符合不灾荒况。但还有一个局限性会一直存在，即是迎面对情谊不褂讪的患者时，东谈主工智能无法快速学习应付他们的或然反应，因为这是东谈主类罕见的体验。
比如：在养息将就症等精神疾病时，需要判断跟随的抑郁症是反应性的如故寂然疾病，这很大程度上依赖患者的社会配景。要是接管问卷看望的体式齐集信息，将东谈主类活命简化为几个数字让东谈主工智能处理，无法实在响应东谈主类的复杂性。
Dr. Polster：作为一种器具，东谈主工智能能进行影像分析，告诉你有非常存在，但最终是否需要养息，还需要医师来判断。这即是东谈主工智能这类器具的局限性。
虎嗅：AI过于明锐会酿成患者的火暴吗？
Dr. Warnke：这确乎是一个施行问题。在肿瘤会诊方面，东谈主工智能可能出现作假判断，将一些病变误判为肿瘤。在癫痫、精神疾病、神经退行性疾病等规模也存在雷同情况。东谈主工智能能检测出大脑结构的微细变化，比如与亨廷顿跳舞病关系的变化，但它过于明锐，要是平直据此给患者下会诊，可能会让患者感到火暴。
咱们需要进行弥远揣测，判断东谈主工智能和临床判断哪个更具预计性。东谈主工智能只可根据输入的数据进行处理，天然速率比东谈主类快，处理的数据量也更大，但临床关系性只可通过弥远临床揣测来考据，无法缩小揣测周期，必须恭候揣测适度。
Dr. Polster：比如咱们每个东谈主身上王人有痣，东谈主工智能不错识别出统统的痣，但它无法判断这些痣是否是癌症，是否需要切除。作为一种器具，东谈主工智能能进行影像分析，告诉你有非常存在，但最终是否需要养息，还需要医师来判断。
AI的转变，势不可挡
虎嗅：从2019年到当今也有五六年时期了，比拟您第一次战斗AI，当今AI在脑机接口规模的应用，又有了哪些进步，您的工作轨迹又发生了哪些转变？
Dr. Warnke：AI在信号解码准确性和实时自符合系统王人有进步，不外为了已毕这些，起首得经过数年时期来生成海量的数据。
如今相较于通过机械神色切除病变或夹闭动脉瘤，咱们极端专注于神经树立外科手术。
在AI的接济下，脑机接口依然出现了信得过令东谈主昂然的情况，当今咱们看到了至少一两个患者，通过解码想想和意图，他们不错使用机械臂、语音生成器或其他雷同开辟。天然，目下的速率极端慢，且是单向的。咱们正在揣测极端令东谈主激昂的新地点，即是与其他团队通盘开发一种仿生脑机接口，这种接口不仅不错让你使用机械手，还能让你通过手部的反馈，让大脑感受到你本色正在作念的事情。这确乎口角常新的期间，通过更快的解码速率，你不错果然像使用我方的手一样快速地操作。
芝加哥大学和匹兹堡大学的统统患者王人丧失了大部离异部功能，最常见的原因是颈脊髓毁伤。脑机接口通过敌手部和特定手指区域的信号进行解码，使他们大概使用机械手，况且该机械手还能向嗅觉皮层提供嗅觉反馈。
咱们的贪图并非齐备替代东谈主类手部功能，因为东谈主手的“传感器”远超机械手，但会无限趋近。
虎嗅：AI参加医疗规模以后，医师不错将履历蔓延到更广泛的规模，这也在给医疗方法带来转变，既有雷同脑机接口这么越来越高精尖的新期间，也在向平庸东谈主的活命蔓延。咱们小心到Dr.Polster也曾在Nature发表过一篇对于肠谈菌群与大脑毁伤关系的揣测。其中提到，服用乳化剂（常用作食品的防腐剂）的小鼠，大脑出血情况更严重。这其实也在将疾病养息向健康管制转向。您是外科众人，为什么会作念这么的揣测，您是受到什么启发，当今该揣测如何影响临床养息？
Dr. Polster：咱们不雅察到患有相似疾病的东谈主却有着天差地远的症状发扬，恰是这个不雅察适度促使咱们开展了这项揣测。咱们揣测的是脑海绵状血管乖僻（简称：CA），这是一种脑部血管的微小缠结。大多数被查出患有这种疾病的东谈主王人能平素活命，莫得任何问题，但有一小部分患者会被影响，比如：脑卒中、癫痫等。
咱们目下还莫得很好的规范来分手哪些东谈主会出现问题，哪些东谈主不会；咱们也不知谈为什么有些东谈主会发病，而有些东谈主不会。在基础科学揣测中，咱们发现肠谈微生物群的一个构成部分是激励这些病变出血的充分必要条目。
咱们的揣测后果从动物实验蔓延到东谈主类身上，发现出血的东谈主存在肠谈菌群失调的情况。
复杂之处在于，在动物实验中，在齐备可控的饲养环境里，或是弥远使用强效抗生素的经由中赢得的后果，如何转化应用到东谈主类医学中，这口角常困难的一步。有许多疾病咱们在动物身上大概调节，但要应用到东谈主类身上却极其困难，即便有了东谈主工智能、高通量基因组学、卵白质组学以及坚硬的诡计才智的接济，依然如斯。
咱们大概了解脑血管非常与肠谈微生物群之间的关系，这是令东谈主激昂的。不外，除了像健康饮食、不抽烟这类学问性的建议外，咱们目下还无法就东谈主们应该如何转变活命神色给出切实的建议。我觉得深入探究这些具体细节，是咱们在不久的将来需要去作念的事情。
至于益生菌或者雷同的保健品，目下咱们的揣测信息致使阐述这些可能对你无益。但咱们还不确信，当波及到与大脑的交互时，它们是好是坏。这是一个咱们目下正在积极揣测的未知规模。
虎嗅：芝加哥大学医学院与中国医疗界的交流许多，也与中国医师合营完成了许多手术。想求教二位众人，在与中国医师合营中，有哪些超出您预期、印象长远的事件？以及中国教导对您的知识体系，乃至大家医疗大模子，有哪些助力？
Dr. Warnke：最令东谈主印象长远的是中国在新期间方面追逐的速率之快。最佳的例子即是当咱们初度推出激光消融期间时，这只是始于2014年。关联词就在一两年后，中国的病院也连忙掌抓了这项期间。本色上，咱们还与中国病院合营完成了首例癫痫激光消融手术。因此，中国在期间规模的发展速率令东谈主咋舌。
Dr. Polster：在影像分析方面，中国有着巨大的上风。因为中国患者数目高大，单家病院进行的 CT 和核磁检验数目繁多，这些数据能整合出大王人信息。通过处理这些信息，咱们能更好地对患者进行分诊，尽早发现潜在隐患，将患者转诊到相应专科，从而匡助患者经受更好的养息。这即是中国的影像分析才智给咱们带来的匡助。
本文来自虎嗅，原文贯穿：https://www.huxiu.com/article/4183484.html?f=wyxwapp