флеболог в Обнинске

цикл авторских статей о медицине будущего

ВЕХИ МЕДИЦИНЫ БУДУЩЕГО. ИСКУССТВЕННЫЙ ИНТЕЛЛЕКТ.

ключевые термины: Вторая статья цикла
Часть вторая. Генетика - основа биотехнологии будущего.
Третья статья цикла
Часть третья. Старение и бессмертие.

НОВЫЙ ЦИКЛ СТАТЕЙ. О ЧЕМ ОН?

Новый цикл статей о будущем медицины, под названием “Вехи будущей медицины”. Здесь я продумаю возможные направления, который будет использовать будущая медицина, о том, где возможны прорывы, как нам лучше понимать, диагностировать и бороться с болезнями.

Темы искусственного интеллекта, современной генетики, онкологии, понятие о дифференцировке клеток и тканей, основы старения организма и увеличение продолжительности нашей жизни, использование роботов, а также инфекционные болезни в нашем будущем - все это будет со временем в новых статьях. И в завершении цикла о применении этого в нашей медицине.

Каждый человек думает о будущем, мечтает, ждёт и стремится. Не всегда оно рисуется прекрасным, и часто планы меняются в зависимости от здоровья, финансового благополучия и окружающего социального мира.

А мир будущего может быть разнообразен, в зависимости от путей его достижения. Что будет поставлено во главу угла? Человек с его индивидуальностью, или государственные или планетарные образования и ценности? Будет ли соблюден баланс личности и общества? Во имя чего все это будущее будет строится? Сможем ли мы победить в каждом лень, нежелание к труду на благо всех, эгоизм и сможет ли общество правильно ценить каждого в разделении людей по способностям и возможностям? От этого зависит наше развитие и то, к чему мы придем. Медицина всегда вторична, ибо не производит видимый и легко учитываемый продукт. И ее будущее напрямую зависит от развития общества.

В оценке будущего мне проще рассуждать о медицине, в которой я уже 32 года с учетом учебы в институте. После учебы я почти не интересовался новостями из медицины, будучи наполненным разнородной информацией до краев, и не имея опыта к осмыслению накопленного. Осилить бы это, думал я. Работа год за годом превращалась в рутину, чему способствовал не самый лучший период в жизни страны. Но как я был удивлён, когда прочёл спустя десятилетия работы сначала одну, потом другую научно-популярную книгу по биологии. Оказывается, наука убежала вперёд колоссально. А во времена моей учебы и работы втайне от меня происходили завораживающие события научного продвижения. А я был словно в шапке-ушанке, не видя и не слыша. Взять хотя бы открытие ПЦР, расшифровку неандертальского генома или начало использования в медицине МРТ диагностики. Достижения генетики за это время поставили биологов вообще на передний край науки, отобрав пальму первенства у физиков. Мы углубляемся в тайны жизни и готовим основы для прорыва в медицине.

Смотреть в телескоп времени в далекое или близкое будущее нужно из настоящего, которое таит в себе зачатки нового. Будущее начинается сегодня. Время добавит нам знаний, увеличит техническую и технологическую базу для осуществления наших потребностей и желаний. И сколько ещё предстоит всего нашему человечеству!

Не претендуя на полноту и глубину, я разделил будущее по нескольким направлениям, для облегчения изложения материала. Но разве можно выделять каждую молекулу воды в огромной волне новых знаний, которая захлестывает нас уже сейчас? Успевай только прочесть заголовки, не говоря о постижении глубины. А уж связать воедино доступно только, разве что вo сне. Итак о том, что будет представлять из себя доктор и приём пациента, лечение и диагностика. Что мы научимся лечить и предупреждать через года и десятилетия. И краткое объяснение технологий будущего, насколько это возможно.

Будущее необозримо, и только условно его можно делить на ближайшее и отдаленное. Здесь будет обо всем. И чем выше на шкале времени, тем конечно меньше. Это уже удел не человека, а того кто за ним наблюдает со стороны. :)

Но вначале о людях и их общностях.

Люди будущего

Оглядывая историю людей, задаешь себе тысячу вопросов. Почему цивилизация зародилась в Месопотамии? Чем люди отличаются друг от друга, когда они неприметно вынужденно оказываются соединенными общностью? Что нам нужно, чтобы миновать настоящее? И какими будут люди будущего?

Счастливое стечение обстоятельств в виде хорошего климата, наличия железа, приручение домашних животных и возможность при этом не искать пищу, перемещаясь по территории, а иметь ее рядом, возделывая поля с высококалорийными культурами. Появление излишков пищи и относительное постоянство ее приобретения. Высвобождение труда для полезных обществу работ, ведения войн и занятий абстрактной деятельностью. Возможность передавать знания не только напрямую от учителя к ученику, но и восхищаться поучительными древностями из краткого мига настоящего посредством чтения. И у каждого есть возможность почувствовать себя одним из огромной единой цивилизации человека разумного.

Оседлый человек больше внимания обращает на мелочи, он ищет в окружающем причины и следствия, подмечает закономерности. Он не носится подобно ветру, а пытается жить рационально и борется с внешней энтропией. Длинная по человеческим меркам, но и короткая в жизни планеты в дистанции последних 5-6 тысяч лет. Жизнь с постоянным ускорением и прогрессом. От собирательства и охоты до почти божественных регалий, когда мы уже не просто нажимаем на кнопки для производства действия, но и уже силой мысли скоро сможем руководить сложными механизмами. Мы можем стать богами для наших подопечных - роботов, и уже ничего не делать физически.

Но это пока вершины для человечества, и оно слишком разнородно. Одни живут в продуманных и красивых жилищах и передвигаются на колесном транспорте, другие ведут почти первобытный образ жизни, несмотря на близость цивилизации. Живя в окружении себе подобных, мы имеем возможность сравнивать и находить причины для лучшей жизни. Мы стремимся к усилению эффективности наших действий, думаем и решаем повседневные задачи. Так мы делаем вклад во всеобщее движение, даже и не ставя это в приоритет. Но посмотрим на жизнь племен Амазонии, островов тихого океана или дебрей Африки. Даже наличие гаджетов современного мира, близость технологий и желание помочь подняться со стороны богатых и умелых не приводит к качественному скачку в развитии. Если легче срывать бананы и кокосы, не утруждаться качественным жильем в теплом климате, ходить в трусах, не думать об экологии, то пусть все так и будет. Да, климат расслабляет, но порой начинаешь задумываться о том, что это наверное и есть проявление дарвиновского отбора. Кто хотел, тот строился и жил в тесноте и холоде, а иные оказались под жарким солнцем и произрастанием продуктов из любой посаженной палки с урожаем несколько раз в год. И несомненна разница между такими народами. Одни создают, а другие даже пользоваться ленятся.

Что нам мешает быть одинаковыми для поиска и осуществления прогресса? Гены? Вера? Количество солнечной радиации? Мы избираем политиков, в попытке переложить управление на других, забывая, что они вовсе не лучше нас, и каждый будет думать прежде о себе. Где нам найти баланс, когда каждый будет думать и об общественном, и не забудет посадить свое дерево и построить дом для своей семьи? Одна физиология, но насколько мы по разному мыслим! И иногда приходит мысль, что одинаковыми мы можем стать, только когда выйдем из одной пробирки. Как это рисуется в фантастических произведениях. Но больше ли мы приобретем, чем потеряем?

ИСКУССТВЕННЫЙ ИНТЕЛЛЕКТ

Нейронные сети - словосочетание из современного будущего и знак цифровизации нашего мира имеет биологическое происхождение. Клетки нашего головного мозга, те которые отвечают за его основную функцию - думать, называются нейронами. Это особая клетка тела животных.да да, и человек не просто животное но и обезьяна тоже, если знать современную классификацию видов. Эта клетка имеет основной набор образований, присущих любой клетке - цитоплазму, ядро, аппарат Гольджи, рибосомы и митохондрии. Но имеет и свои особенности. Каждый нейрон имеет многочисленные, исчисляемые тысячами связи с себе подобными посредством отростков от тела клетки. Каждый нейрон участвует в проведении нервного импульса. И он его не просто проводит, а изменяет. Может как усиливать, так и тормозить. Проведение импульса идет в одну сторону. Те отростки, которые соединяются с другими нейронами и проводят импульс "на себя" называются дендритами. Отросток нервной клетки, через который проводится импульс от тела нейрона называется аксоном. Обычно он один, но на конце разветвляется и соединяется через синапсы с другими нейронами через их дендриты. Синапс - это место соединения нервных отростков из разный нейронов. Прохождение нервного импульса осуществляется у человека так называемым химическим путем. Из особых синаптических пузырьков выбрасывается в синаптическую щель нейромедиатор ацетилхолин и способствует деполяризации или проще говоря изменение заряда на поверхности , постсинаптической мембраны. На самом деле таких нейромедиаторов много, некоторые из них специфичны для нервного проведения, а некоторые где ещё только не участвуют. В дентрит следующего нейрона в этой нервной цепи таким образом входят ионы натрия и это вызывает появление разности потенциалов и так проводится электрический импульс в сторону тела нейрона и дальше.

Простые химические законы в биологическом объекте. Работа синапсов проходит в необходимости большого количества кислорода и глюкозы. КПД процесса велико, но если исключить все эти образования и превращения нейромедиаторов и их обмен, можно построить более энергоэффективную модель. Проведение импульса по аксону у человека 120 метров в секунду. Скорость машинного аналога стремиться к скорости света. Наш мозг можно рассматривать как многоуровневую полупроводниковую модель. В искусственных нейронных сетях, которые создаются на основе нашего понимания о работе мозга, также существуют формально принимающие и отводящие нейроны. Между ними существует слой вставочных скрытых нейронов. В них то и происходит обработка поступающей информации и решение, куда и как проводить импульс дальше. Это настоящая сеть и проведение импульсов происходит в многочисленные связанные элементы. Нет главного в этой иерархии, но есть многокомпонентное прямое и опосредованное влияние этих элементов. И сегодня главнее одни, а завтра другие нейроны. Определить, куда и насколько сильный импульс "пустить" или вообще остановить его проведение нейроны определяют с помощью системы весов. Каждая связь между нейронами имеет свой вес, который постоянно корректируются в процессе работы этой сети. Это механизм обучения может быть проведен снаружи, например человеком, так и собственно сетью, если такие полномочия в ней заложены. Аналогичный термин для веса связи в биологии - сила синаптической связи. В жизни каждая связь между нейронами подвергается тренировке. Создаются «накатанные» дорожки для возбуждающих или тормозящих «дорог» проведения импульсов. Заложенные в память рефлексы и эмоции определяют качество и распределение проведения импульсов в нашем мозге.

Нейронные сети в наше время уже способны на многое, и потенциал их огромен. Они участвуют в играх, для изучения их возможностей. Человек уже навсегда проиграл в схватке в шахматы в 1997 и в игре го в 2016. Самообучение нейронной сети происходит при игре довольно быстро. Искусственный интеллект здесь пока не универсален, и умения его ограничиваются только узкими задачами. Он силён только в определенной игре или программе, не охватывая лишнего, как это может человеческий мозг.

Нейронные сети используются для анализа информации и сложных вычислений. Человек на входящие обстоятельства реагирует быстро, исходя из опыта, знаний и убеждений. Но часто стратегически ошибается. Нейросети могут все это сделать быстрее и с лучшим эффектом. Их нужно только научить - поставить массив информации и дать правила определения весовой части каждого события. Человеку при использовании своего опыта нужно категорическое решение, пусть и основанное на степени определенности. Нейронная сеть всегда вычисляет долю вероятности.

Эта вероятность учитывается для принятия решения. Можно ли отдать это из человеческих рук? В памяти времена карибского кризиса. Советская подводная лодка с ядерным зарядами в отсутствии связи с землей и ситуация, когда есть опасность с противоположной стороны. К счастью решение на атаку принимается тремя старшими офицерами, один из которых был против. Война не началась. Или случай во времена поздней холодной войны. Офицер радиолокационной станции слежения обратил внимание на показания приборов, по которым следовало, что с противоположной стороны было запущено пять баллистических ракет в сторону Советского Союза. Несколько минут на правильное решение. К счастью оно было верным - «не обращать внимание». Солнечные блики были восприняты системой слежения за ракеты. Но что бы в этом случае сделал искусственный интеллект на основе нейросети, если бы был во главе такой системы? Вопрос!

Уже сейчас действует система определения лиц и перевода текста у Гугла. Помните в фильме "Отроки во вселенной" чудесные приборчики для синхронного перевода иностранной речи? Это будущее не за горами. Нейросети популярны, как никогда. Теоретические основы этого направления созданы ещё в середине прошлого века, но только сейчас материальный базис и общее развитие вычислительных технологий позволили заниматься этим на практике.

Развитие нейросетей осторожное. Пока больше это похоже на тестирование возможностей. Алгоритмы поиска в поисковых системах, распознавание фото и эмоций, чтение по губам, работа с фотографиями, рассылка писем и онлайн консультации, психологическое тестирование и подбор персонала, оценка рисков и управление логистикой - все это ещё далеко от индустрии и настоящей сферы услуг. Нейросети пока в младенческом возрасте, но рост многообещающ. Помощь от них растёт, но окончательный ответ и решение пока остаётся за человеком. Человек пока сам оценивает правильность результата работы нейросети, и только он может решить, насколько прислушаться и принять рекомендуемое.

История нейросетей насчитывает примерно 70 лет. Странно, что этот возраст столь велик. Десятилетия теорий, и только недавно начало ощутимой практической пользы. Метод переживал периоды активного увлечения и явных успехов и охлаждения. Сегодня он на взлете. Мне кажется, что его ждет взрывной характер развития в недалеком будущем. Самообучение или машинное обучение, иногда с прилагательным «глубокое» в нейронных сетях сродни к нашей мозговой деятельности.

Итак мы подходим к другому термину, использование которого например в компьютерных играх существует давно. Искусственный интеллект (ИИ), а в английском языке Ai - аналогия мозга. Сейчас мы можем говорить только о ограниченном ИИ, который выполняет пока узкие специализированные задачи. Но все движется к складыванию кирпичиков в здание общего ИИ, который будет способен думать и решать задачи, доступные пока только человеку. И эти задачи будут разноплановые и одновременными. Потребность в людях, как работниках в производстве материальных, а возможно потом и духовных благ уменьшится, с появлением роботов под управлением ИИ. И как знать, нужны ли вообще будут люди в будущем.

Сначала хотелось написать, что в медицине развитие ИИ будет более осторожным из-за большей цены ошибки. Однако это не так. Любая человеческая деятельность, контролируемая свыше, важна и нуждается в четкости. Цена ошибок в любой деятельности, подчиненной ИИ будет большой. Медицина, экономика, архитектура, экология, правоохранительная деятельность и социальная работа - места приложения для ИИ, где недочеты могут превратиться в беду для многих. Одно слабое место для развития нейросетей - требование большого массива информации. На скудном материале статистика может оказаться бесполезной. Редкие события невозможно просчитать и предугадать. Мы никуда не уйдём от эмпирики в таких случаях.

Социализация искусственного интеллекта

Проблема в том, что мы пытаемся создать ИИ в объеме модели одного человека. Наука пока не разобралась с колесиками, которые вращаются внутри одного человека. А сколько в мире таких индивидуальностей? Внутри каждого и вовне человека существует несколько реальностей. Первая объективная, та что существует в любом случае независимо от нас. Например гравитация, как и другие физические понятия. Вторая субъективная. Она определяется нашими чувствами, эмоциями и ощущениями. Но есть ещё и третья - интрасубъективная. Это реальность наших убеждений и общих для большого количества людей правил. Вера в эту реальность не отдельная, а коллективная. Сюда можно отнести веру в Бога, деньги, желание воевать, игру в футбол, нации и их ценности, социальные революции и другие. Цивилизации, как объединения людей созданы паутинами смыслов. В том то и отличие человека от остальных животных. Люди объединяются с незнакомыми другими людьми и выполняют каждый своё дело, вливаясь в общий ход истории, при этом вовсе не следуя доводам разума и пользы для каждой конкретной личности. Люди выполняют грандиозные вещи обманываясь. Они верят правителям Египта, что строя пирамиду их жизнь улучшится. Они идут на войну с сарацинами за освобождение гроба Господня, чтобы иметь вечную жизнь.

Но делая попытку создать ИИ, мы отталкиваемся пока лишь на модель одного человека, не учитывая это коренное отличие человека от остального мира. Социализация бегавших по саванне хомо не предполагает чистый разум и следование ему. Неизбежность иерархии отношений ведёт к обману и уходу в реальности, отличные от объективной. Что скажет нам ИИ, если четкость заложенной в него программы укажет иной путь, нежели наши предположения о гуманности, справедливости, чувствах? Все таки он ИИ один, а паутина смыслов, в которой живут люди, многообразна. Можно ли ждать иррациональных поступков от ИИ? И насколько их совершение есть признак отличия человека от животных? И опять всплывает главный вопрос философии о первичности материи или духа. Пока нет синтетической теории соединения одного с другим. Как нет доказательств наличия или отсутствия у человека души и разума. И жизнь интересна потому, что мы движемся в этом постижении. Но чаще получается вширь, чем вглубь.

Человеческая жизнь, как история. Множество связей и пунктов движения, и только при взаимодействии можно понять, но чаще опосля, важность каждого. И множество путей в замысле, но только одна дорога, по которой мы движемся.

ИСПОЛЬЗОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА:

Жизнь 3.0. Быть человеком в эпоху искусственного интеллекта Макс Тегмарк

Почему мы стареем. Валерий Михайлович Новоселов

Transcend: девять шагов на пути к вечной жизни Рэй Курцвейл

Искусственный интеллект Ник Бостром

Сверхдержавы искусственного интеллекта Кай-Фу Ли

Новый цифровой мир Джаред Коэн

Homo Deus. Краткая история будущего Юваль Ной Харари

Пелевин В. «Искусство легких касаний»

http://www.aiportal.ru

Бретт Кинг Эпоха дополненной реальности

https://postnauka.ru/

Марк О'Коннелл "Искусственный интеллект и будущее человечества"

С. Стернберг, Дж. Даудна «Трещина в мироздании»

Д. Хэвен, Э. Джордж Искусственный интеллект. Что стоит знать о наступающей эпохе разумных машин (2019)