پیش‌بینی زمان مرگ بیمار با هوش‌مصنوعی

عطیه لواسانی

نقش‌آفرینی هوش مصنوعی در حوزه پزشکی، یعنی همانجایی که با مرگ و زندگی ما انسان‌ها مستقیما سروکار دارد، در حد غیرقابل تصوری، بیشتر شده است تا آنجا که می‌توان مواردی را سراغ گرفت که هوش مصنوعی، گوی سبقت را از انسان‌ها، حتی از مجرب‌ترین پزشکان ربوده است. اکنون کار به جایی رسیده است که هوش مصنوعی گوگل، سرطان را بهتر از انسان تشخیص می‌دهد. مختصصان گوگل اعلام کرده‌اند، سیستم هوش مصنوعی گوگل سرطان پیشرفته پستان را با دقت ۹۹ درصد و بسیار بهتر از انسان تشخیص داده است.

شاید باور این مساله سخت باشد اما گوگل اسنادی ارائه کرده است که نشان می‌دهد هوش مصنوعی، منبع قابل اطمینانی در تشخیص سرطان است. محققان گوگل، یک ابزار یادگیری عمیق ابداع کرده‌اند که می‌تواند در هنگام مشاهده تصاویر پزشکی، سرطان سینه پیشرفته را با دقت بیشتری نسبت به متخصصان تشخیص دهد.

این تیم الگوریتم خود را آموزش داد تا ویژگی‌های تومور را با استفاده از دو مجموعه تصاویر آسیب شناختی تشخیص دهد و به آن توانایی تشخیص سطح پیشرفته بیماری را در شرایط مختلف داد.

نتیجه، یک سیستم هوش مصنوعی بود که می‌تواند تفاوت بین تصاویر بیماران مبتلا به سرطان و غیرسرطانی را با ۹۹ درصد دقت تشخیص دهد. این سیستم در جستجوی متاستازها و تومورهای بسیار کوچک که حتی انسان معمولا آن را تشخیص نمی‌دهد، بسیار خوب عمل می‌کند.

پاتولوژیست‌هایی که تشخیص بیماری‌ها را بر عهده دارند، دریافتند که این فناوری یادگیری عمیق کارشان را ساده کرده است و نه تنها باعث کاهش میزان عدم تشخیص غده‌های کوچک و متاستازها می‌شود، بلکه زمان بررسی را به نصف رسانده و حتی به یک دقیقه هم کاهش داده است. این رویکرد فوری در این زمینه اثربخشی بسیاری دارد، زیرا به دنبال سرطان پستان در مراحل پیشرفته می‌گردد که هنوز راه حل شناخته شده‌ای برای آن وجود ندارد. اگر هوش مصنوعی موفق به تشخیص کوچک‌ترین بافت‌های سرطانی شده است که تشخیص آن برای انسان، دشوار بوده یا ناممکن است آیا این امکان وجود خواهد داشت که سیستم‌های مشابه آن در تشخیص سایر انواع سرطان نیز کارایی داشته باشند؟ آیا هوش مصنوعی، راه‌های عملی و امیدوارکننده‌ای در پیش روی مراحل تشخیصی سرطان خواهد گشود؟ شواهد نشان می دهد که از هم‌اکنون باید پاسخ به این سوال را مثبت دانست.

هوش مصنوعی  جلوتر از بروز بیماری

هوش مصنوعی، کمی جلوتر از بیماری‌ها در حال حرکت است! می‌پرسید معنای این عبارت چیست؟ معنای دقیق آن را باید در گزارش‌هایی جستجو کرد که از امکان پیش‌بینی وضعیت‌های جسمانی افراد، پیش از تولد آنان، خبر می‌دهد. محققان دانشگاه میشیگان به تازگی، یک ابزار «دی‌.ان‌.ای» را توسعه داده‌اند که می‌تواند به پیش‌بینی قد افراد بپردازد و علاوه بر آن خطر بروز بیماری‌هایی جدی را نیز پیش‌بینی کند. این ابزار، قادر است خطر ابتلا به بیماری‌هایی خطرناک همچون «بیماری‌های قلبی» و «سرطان» را تشخیص دهد.

ابزار مذکور، الگوریتمی است که می‌تواند براساس ژنوم شخص، صفات انسانی مانند قد، تراکم استخوان و حتی سطح تحصیلات افراد را پیش‌بینی کند.

«ژنوم» انسان، درواقع، همه ماده ژنتیکی یک فرد است و به تعبیری، محتوای ژنتیکی سلول آن فرد به شمار می‌رود که «دی‌.ان‌.ای هسته»، «کلروپلاست» و «میتوکندری» را تشکیل می‌دهد.

ابزارهایی که تاکنون مورد استفاده قرار گرفته‌اند، به طرز چشمگیری، در عملکرد سلامتی انسان‌ها پیشرفت ایجاد کرده‌اند و سبب شده‌اند در روند بروز بیماری‌ها تاخیر ایجاد شود. در آزمون‌های ارزیابی این ابزار «دی‌.ان‌.ای»، رایانه توانست با دقت «اینچ» قد هر نفر را پیش‌بینی کند.

این سیستم علاوه بر آن توانست افرادی که در معرض پوکی استخوان قرار دارند را شناسایی کند.

پیش‌بینی ابتلا به آلزایمر  با کمک هوش مصنوعی

 اما پیش‌دستی هوش مصنوعی برای گمانه‌زنی‌های نزدیک به واقعیت در خصوص بیماری‌ها، منحصر به دوران قبل و بعد از تولد نیست. شاید برای هوش مصنوعی، امکان ارزیابی وضعیت جسمانی افراد در دوران زندگی آن‌ها آسان‌تر باشد. برخی از انواع بیماری‌ها مشخصا مربوط به دوران‌های خاصی از زندگی است و بروز آلزایمر یکی از شاخص‌ترین این بیماری‌هاست. یکی از بزرگترین چالش‌های پیش روی پژوهشگرانی که در مورد آلزایمر تحقیق می‌کنند، یافتن راهی برای شناسایی بیمارانی است که در مراحل ابتدایی ابتلا به زوال شناختی هستند. از آنجا که بیشتر درمان‌های احتمالی بیماری آلزایمر، در مراحل گوناگون آزمایش انسانی با شکست مواجه شده‌اند، بسیاری از پژوهشگران سعی دارند به جای درمان، از بروز بیماری پیشگیری کنند. مشکل اینجاست که در حال حاضر، هیچ روش موثری برای شناسایی بیماری که در مراحل ابتدایی ابتلا به آلزایمر است، وجود ندارد.

پژوهش‌های اخیر در کانادا، نشان می‌دهد که شاید هوش مصنوعی بتواند به پیش‌بینی دقیق بیمارانی که بیشتر در معرض خطر ابتلا به آلزایمر قرار دارند، کمک کند. این الگوریتم که داده‌های بیش از ۸۰۰ نفر به آن آموزش داده شده، یک طبقه‌بندی از زیست‌نشانگرها از جمله تصویربرداری ام.آر.آی و اطلاعات بالینی را شامل می‌شود. افراد مورد بررسی، هم شهروندان سالم و هم افراد مبتلا به آلزایمر هستند. داده‌ها می‌توانند به درک پیشرفت بیماری افراد و پیش‌بینی ابتلا به زوال شناختی به سیستم کمک کنند.

پژوهشگران براین باورند که این الگوریتم در مرحله ابتدایی، دقیق و قوی عمل خواهد کرد و با افزودن داده‌های بیشتر، پیش‌بینی‌های آن حتی بهتر هم خواهند بود. هوش مصنوعی، این برتری و مزیت را دارد که پیوسته و با سرعت قابل توجهی، توسعه پیدا کند و به این لحاظ، افق پیش‌روی کاربردهای هوش مصنوعی در حوزه پزشکی را باید روشن دید.

پیش‌بینی زمان مرگ  با هوش مصنوعی

اما هوش مصنوعی، همیشه قرار نیست بیماری‌ها و احیانا روش‌های درمان را پیش‌بینی کند؛ هرچند که این خبر، چندان خوشایند به نظر نمی‌رسد اما قطعا کاربردهای کلیدی در حوزه سلامت خواهد داشت: «هوش مصنوعی، قادر به پیش‌بینی زمان مرگ مبتلایان به بیماری‌های قلبی خواهد بود». پژوهشگران انگلیسی اخیرا درصدد برآمده‌اند با استفاده از الگوریتم‌های هوش مصنوعی، مرگ افراد مبتلا به بیماری قلبی را پیش‌بینی کنند. نویسنده ارشد این پژوهش گفته است: «ما موفق شدیم نشان دهیم که می‌توان سابقه پزشکی افراد را به رایانه ارائه داد و میزان احتمال مرگ افراد مبتلا به بیماری قلبی را پیش‌بینی کرد. متخصصان در مدل‌های قدیمی، برای پیش‌بینی، از متغیرهای مرتبط استفاده می‌کردند اما ما این کار را تنها با کمک رایانه انجام دادیم».

در این مدل، از ۲۷ متغیر از جمله سن، جنسیت و بیماری‌های فیزیکی استفاده شد. پژوهشگران، اطلاعات مربوط به ۸۰ هزار بیمار ناشناس را به رایانه ارائه دادند و هوش مصنوعی با استفاده از اطلاعات پزشکی خود توانست پیش‌بینی‌های لازم را انجام دهد. روش‌های قدیمی، دشوار هستند و به زمان زیادی نیاز دارند. مزیت استفاده از هوش مصنوعی این است که پیش‌بینی‌ها درست انجام می‌شوند. در این روش، تنها کافیست داده‌ها به رایانه ارائه شود و منتظر پاسخ ماند؛ در نتیجه، به زمان کمتری نیاز خواهد بود. شاید بتوان گفت، پیش‌بینی زمان مرگ بیماران، یکی از هیجان‌انگیزترین کاربردهای هوش مصنوعی در حوزه پزشکی است اما مهمتر از هیجان‌انگیز بودن، انقلاب و تحولی است که به واسطه این توانایی، نصیب بشریت خواهد شد. 

کمک به یادگیری کودکان

 هوش مصنوعی، به حوزه آموزش هم ورود کرده است. پژوهشگران، اخیرا برای بررسی مشکلات یادگیری کودکان، نوعی روش یادگیری ماشینی ارائه داده‌اند. دانشمندان با استفاده از روش یادگیری ماشینی و بررسی داده‌های به دست آمده از صدها کودک که در مدرسه با مشکل یادگیری مواجه بودند، موفق شدند دشواری‌هایی را در یادگیری آنها شناسایی کنند که با تشخیص‌های پیشین تفاوت داشت.

این گروه پژوهشی، از الگوریتم‌های رایانه‌ای و داده‌های آزمایشی شناختی هر کودک مانند مهارت‌های شنیداری، حل مشکل، دایره واژگان و حافظه استفاده کردند. این الگوریتم براساس داده‌های شناختی، مشخص کرده است که این کودکان، با چه مشکلاتی دست و پنجه نرم می‌کنند.

یافته‌های این پژوهش، مشتمل برنتایج جالبی است که چگونگی به کار بردن فناوری‌های جدید مانند یادگیری ماشینی را برای درک بهتر عملکرد مغز، بررسی می‌کنند. هوش مصنوعی اینک و با سرعتی زیاد، شئون گوناگون زندگی بشر را تحت تاثیر توسعه و رشد خود قرار داده است و دستاوردهای این فناوری فوق پیشرفته، در آینده نه چندان دور، تحولاتی بزرگ را در دنیای ما رقم خواهد زد.