目前，狭义（yì）人工智（zhì）能正在被用于各种医（yī）疗数（shù）据，这使（shǐ）我们能够对之前生活中不可见的、似乎无法测量的方面进行评估。曼奈尼医生在治疗（liáo）时对我说：“人（rén）类对许多（duō）疾病还（hái）不了解。根（gēn）据我的从医（yī）经历，当我们不知道该（gāi）怎么做（zuò）时（shí），常常使用（yòng）三种药。第一种是类固（gù）醇（chún），它可以抑制人（rén）体内（nèi）各种引起发炎症状的物质；第二种是可以治疗从耳朵到脚趾的各种感（gǎn）染的抗（kàng）生素；最后一种就是阿司匹林等抗凝血剂。”他（tā）在（zài）跟我说这些时无奈地摇了摇（yáo）头。即（jí）便是在这家全球最先进的医院，我（wǒ）们仍使（shǐ）用这些非针对性的原始（shǐ）药物（wù），驱赶我（wǒ）们体内的疾病。

机器则不（bú）需要这么（me）做——它（tā）们的精确（què）度远远在人类之上，如果我们（men）想要继续（xù）在医（yī）疗和医药领域（yù）取得进步，那（nà）就需要精确度。

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疾病（bìng）的肆（sì）虐

社区中心有一间不起（qǐ）眼的（de）房间。我去过那里，房（fáng）间里摆（bǎi）着一圈坚（jiān）固的棕色座椅。大家依次进（jìn）入房（fáng）间（jiān），然后把外套和包放在（zài）椅子旁边。等到（dào）这圈座（zuò）椅坐满后，参（cān）与者就开始（shǐ）发言。一个年轻人说：“我（wǒ）突（tū）然从睡梦中醒来，疼得蜷缩成（chéng）一团。我盯着天花（huā）板并尝（cháng）试呼吸和数（shù）数，直到疼痛过去。”

在他讲完自（zì）己的故事后，一位年纪较大的女（nǚ）士也开始发（fā）言：“我有一天晚上（shàng）突然感到一（yī）阵（zhèn）剧烈的疼痛，我都（dōu）没法走到床上。我躺（tǎng）在厨（chú）房地板（bǎn）上，在那里睡了一（yī）夜（yè）。我不敢（gǎn）移动，害怕疼痛加（jiā）剧。”

晚上之前（qián），房间里（lǐ）的（de）24个人（rén）都（dōu）描述了各（gè）自的经（jīng）历。一个（gè）年轻女性说：“我已经不再（zài）制订计划。我开始不去思考未来。我（wǒ）每次觉（jiào）得可（kě）以出去（qù）找我朋友，最后都会打消这个（gè）念头。我害怕自己会因为疼痛难忍倒在餐厅的地板上，或更糟糕的是（shì），倒（dǎo）在肮脏的公（gōng）共厕所里，还是待（dài）在家里比较好。”

这是克（kè）罗恩病和结（jié）肠炎（yán）患者互（hù）助（zhù）小组的一次聚会，每周（zhōu），类似这样的聚会数以（yǐ）千计。这（zhè）个房间内的每一个人以及世（shì）界（jiè）各地千千万（wàn）万在相似房间中聚会（huì）的患者，都（dōu）患（huàn）有一（yī）种（zhǒng）炎症性肠病（IBD）。

什（shí）么（me）是炎症性肠病？这（zhè）个（gè）正式（shì）的名称具有误导性，因为（wéi）它根本不（bú）是一（yī）种疾病。它是一个模糊的术语，指的（de）是（shì）所有涉及（jí）肠道内部感染（rǎn）的疾病。与我的丛集性（xìng）头痛一样（yàng）， 让这（zhè）个房间里的（de）人感（gǎn）到（dào）如此绝望的是炎症性肠病没有治愈的（de）方法。

如今（jīn），治疗此类炎症（zhèng）的最大希望（wàng）是（shì）使（shǐ）用类固醇。当（dāng）类固醇不起（qǐ）作用时，医生常常不得不（bú）通过造口术切除（chú）肠（cháng）道。炎症（zhèng）性肠病患者只能（néng）靠（kào）一（yī）个造口和一个挂在体外的（de）造口（kǒu）袋生活。

我们不甚了解的疾病不胜枚举，对于（yú）这（zhè）些疾病，现代医学界只能使用（yòng）此类粗糙的治疗方法。一些疾病因（yīn）具有独有的特（tè）征而容易诊断，但也有复杂（zá）的统合疾病，其中包括数十甚至数百种不同的疾病（bìng），其症（zhèng）状也（yě）紧密相关。人工（gōng）智能（néng）是（shì）少数（shù）几种能（néng）够为此类患者提供更精确诊断的（de）工具（jù）。

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人工智能：未来的发展趋势

越（yuè）来越多的科（kē）学家开始研究肠道以及它与大脑之间（jiān）的关系（xì），以治疗像炎症性肠（cháng）病（bìng）这样的统合疾病，这一（yī）关系（xì）被称为脑肠轴（zhóu）。此类研究可能会推动医（yī）学技（jì）术取（qǔ）得突破性进展，但它过于复杂以（yǐ）致必须使（shǐ）用基因序列，同时它也越来越依靠算法建模。

目（mù）前，最先进的计（jì）算模（mó）型研（yán）究实验（yàn）室使（shǐ）用DNA序列（liè）确认标记，即“短DNA序列”。这一捷径无须确认整个基因组，它使研究人员（yuán）能够更快地了解单个肠道（dào）微生物组的整体情况。通（tōng）过开（kāi）展这种细节性的肠道研究，研究人（rén）员（yuán）越（yuè）来越接近这样一个未来（lái），即为病人提（tí）供（gòng）真正个性化（huà）的（de）干（gàn）预治（zhì）疗。

所有这一切都将（jiāng）为粪（fèn）菌移植（zhí）术（shù）提供无法估量的巨大帮助， 而这种技术是脑肠轴领（lǐng）域目前最激动人心、最万众瞩目的（de）医疗突破。这种（zhǒng）手术曾被视为激进的非主流治疗方法，而现在（zài）有更多的医生愿意尝试这种方法（fǎ）。他（tā）们会从（cóng）健（jiàn）康人群中取一个粪便的（de）样本，然后将样本放入病人的微（wēi）生（shēng）物（wù）组，使样本能够（gòu）刺激（jī）该系（xì）统朝更健康的肠道组成（chéng）发展。粪菌移植（zhí）术已被证明能够非常成功地治疗（liáo）一种名为（wéi）艰难梭（suō）状芽孢杆菌的细（xì）菌所（suǒ）引起的致命感染。4 研究人员（yuán）希望能够（gòu）使用这项技术发现（xiàn）更有效的炎症性肠病（bìng）治疗（liáo）方法。

然而（ér），在没有对脑肠轴有更深入了（le）解的（de）情（qíng）况下，此类（lèi）尝试最多（duō）只能获（huò）得不稳定（dìng）的结果。研究人员仍然不清楚粪菌移植术成（chéng）功的原因，可（kě）能的（de）原因是健康人粪（fèn）便中的细菌进入患者肠道内后，开始充当对抗致（zhì）病病毒的守卫，而可能性更大的原因（yīn）是，上述情况与其他尚不为（wéi）我们所知的因素共同作用。

《科学转（zhuǎn）化医学（xué） 》（Science Translational Medicine）于2017年3月1日刊登的一篇研（yán）究文章指出，提（tí）取患有炎（yán）症性肠病的大鼠肠道中的粪便，并（bìng）将其移植到健康大鼠的微生物组中，结果（guǒ）健康大鼠不但出现了轻微（wēi）的炎症，而且变得焦（jiāo）虑。5炎症性肠病患者（zhě）中也（yě）普遍存在类似的焦虑（lǜ）症（zhèng）状，该症状包含着一个关键的奥秘（mì），解开它（tā），我们就能认识（shí）肠道健康（kāng）对整个（gè）人体精神功能起到什么（me）作用。这项由贾达（dá）·德帕尔（ěr）玛（Giada De Palma）主导的研究表（biǎo）明（míng）了粪菌移（yí）植术（shù）可用于治疗炎症性肠病，但（dàn）该领域的研究人员（yuán）认为需要更深入（rù）地了解（jiě）肠道以及肠道和（hé）大（dà）脑的关系。

只有通过计算和（hé）动（dòng）态（tài）建模工具，我（wǒ）们才能（néng）更加详细地了解这（zhè）些复杂的、互相关（guān）联的系统以及（jí）它们（men）与个人医疗之间的关系。如果研究人员想要超越目前粪菌移植术的试错阶段， 就需要（yào）使用近期人（rén）工智（zhì）能发展所（suǒ）带来的更精确（què）、更机械化（huà）的微生物群模（mó）型。

正当（dāng）研究人员（yuán）准备使用算法模型研究炎症性肠（cháng）病之时， 位于加州圣（shèng）拉蒙的一批创新创业公（gōng）司，如 HealthTell，正（zhèng）计划（huá）在未来（lái）使用人工（gōng）智能系统开（kāi）发一（yī）种诊断工具，用于治疗另一种自身免（miǎn）疫系统的（de）统（tǒng）合疾（jí）病：狼（láng）疮。这种慢（màn）性（xìng）炎症性（xìng）疾病的成因是（shì）人体免疫系统攻击自身的（de）组织和器官。对病人而（ér）言，可（kě）悲的是这种疾（jí）病一开始常常被误诊，因此只有在（zài）身体器官遭到（dào）严重（chóng）破坏（huài）后才会被发（fā）现并得到（dào）治疗。我（wǒ）最近与HealthTell 的（de）创始人比尔·科尔斯顿（Bill Colston）交流了（le）医学诊断技（jì）术的（de）现（xiàn）状，探讨（tǎo）了如何在未来通过人工智能增强诊断。6 HealthTell 的技术已从简单的基因组测试发展（zhǎn）到使我（wǒ）们能够了解（jiě）免疫（yì）系统整体情况（kuàng）的诊断测试（shì）。

科（kē）尔斯顿告诉我（wǒ）：“研究人员近（jìn）期了解到，在数百万年间，免疫系统已（yǐ）经进化出一个非（fēi）常特定（dìng）的、复杂的疾病响应（yīng）机制。其响应取决于疾病的（de）类型。”在 HealthTell 的技术研究工作中，他没有将重点放（fàng）在疾病的（de）直接检测上，而（ér）是尝试（shì）测量身体对疾病的反（fǎn）应。

免疫系（xì）统（tǒng）会在遇到（dào）病原体时立即做出（chū）反应。相对而（ér）言， 病人体内（nèi）会出现大量抗体，因此可以轻（qīng）松地（dì）检测（cè）疾病并了解身体的整（zhěng）体情（qíng）况。

科尔斯顿解释道：“目（mù）前的（de）诊断只有（yǒu）两种状态，你不（bú）是‘生病’，就是‘健康（kāng）’。如（rú）果你生病了，就要看医生，但我们（men）发现这（zhè）并不是疾（jí）病发展的方式（shì）。疾病的发展时间（jiān）很长，而你的身（shēn）体要到疾病（bìng）最终（zhōng）就（jiù）要获胜（shèng）并（bìng）且你感到不舒服（fú）时才会（huì）开始抵抗。我认为人工智能系统真正有意（yì）思的地方在于，它（tā）能够预判人体从健（jiàn）康走向疾病的（de）过程。”

科尔斯顿和他在 HealthTell 的团队打赌（dǔ）说，测量（liàng）免疫系统反应以（yǐ）及新陈（chén）代谢、蛋白质和基因组等（děng）其他担负人体管理职责的生物（wù）指标，是了解人体整体情况的（de）最佳方（fāng）式。

科尔斯顿（dùn）告诉我：“目（mù）前我（wǒ）们要（yào）等到真的生病了才会去控制（zhì）疾病，最终不（bú）是摆脱了疾（jí）病（bìng），就是让疾病进一步恶化。我们希望提前开发出更好的疗法或者对生（shēng）活方式（shì）做出积极（jí）的改变。如果（guǒ）你可（kě）以（yǐ）开发出只需要 10 美元或（huò） 15 美元（yuán）的廉价的、可扩展（zhǎn）的诊断方法，而且病人可以自己定期进行诊断，那（nà）么你（nǐ）可以将这些诊断方（fāng）法输入（rù）人工智能系统（tǒng）中（zhōng），使其可以预（yù）测身体状态（tài）的变化（huà）。”

他（tā）认（rèn）为这一知（zhī）识将使病人在（zài）患病（bìng）前做出（chū）改（gǎi）变。与许多现（xiàn）代疾病（bìng）一样，提前（qián）介入能（néng）够（gòu）更有效地治疗自身免疫系统疾病。科尔（ěr）斯顿（dùn）所（suǒ）说的系统可能还需要10多年才会出（chū）现，但我们已经在IBM的“沃森”中看到了该系（xì）统的初始形态：使用人工智（zhì）能（néng）增强（qiáng）诊断（duàn）。一个（gè）系统若想充分利用科（kē）尔斯顿（dùn）的技（jì）术（shù），必须清除一大障碍，那就是缺少数据。人工智能（néng）在无人驾（jià）驶汽车等领域正（zhèng）常运行，是因为汽车上下及（jí）其周边环境（jìng）中遍布各（gè）种嵌入式（shì）传感器，它们同（tóng）时进行数千次实时测（cè）量（liàng），但我们无法在（zài）人体中（zhōng）部署足够（gòu）的数据点以预测未来将要发生的事（shì）情， 也没有得到足（zú）够明确的结果来训练人工（gōng）智能系统。

HealthTell是科尔斯顿的技术准备应（yīng）用的地方，它所面临的挑（tiāo）战首先就是开发测量系统。正如我们在深度学（xué）习算法中所看到的（de），当我们（men）拥有足（zú）够的数（shù）据时（shí），即从规（guī）模足够庞大的人群中获得（dé）了充足的长期（qī）测量结果时（shí），我们就能获得（dé）足够（gòu）的数据深度与广度，使机器学习实现精确诊断。

在科尔斯顿看来，未（wèi）来的人工智能并不意（yì）味着（zhe）完全使用计算机代替医生，它只（zhī）是一种用更多知（zhī）识增强人类智能的（de）方式。

科尔斯顿表示：“配备了这种更智能的传（chuán）感器和治疗技术的人工智能（néng）可以提供长期的纵向数据（jù），便于内科医生（shēng）做出（chū）更（gèng）准确（què）的（de）诊（zhěn）断。医生可以更好地（dì）确定病人何时应（yīng）该接受（shòu）治（zhì）疗。我们（men）现在对各（gè）种疾（jí）病的诊断方（fāng）式（shì）仍十分笼统，医生希望能（néng）够获得更多此类信息（xī）。”

科尔斯顿（dùn）认为，将先进（jìn）的人工智（zhì）能系（xì）统应用于诊断是改变这（zhè）一趋势的一种可（kě）行的方法（fǎ）。它可（kě）以从（cóng）根本（běn）上提升效率， 使初（chū）级护（hù）理医生（shēng）能够将更多时间用（yòng）在与病人的（de）交流上，因为人工智能系统可（kě）以（yǐ）帮助他们解释更加复（fù）杂的数据，并将这（zhè）些（xiē）数据与有类似症状的其他病人（rén）进（jìn）行比较。

当然，与许多其（qí）他（tā）领域一样（yàng），利（lì）用人工智能提升专业医（yī）生的能力（lì）也引发了社会的（de）焦虑（lǜ）。有人担心医（yī）疗行业的人（rén）性的一面（miàn），即人与（yǔ）人之间的（de）关心（xīn）、护理和（hé）治愈，将（jiāng）被（bèi）毫无感情的（de）技术解决方案所取代。科尔斯顿在劳伦斯（sī）利弗莫尔国家实验室（也（yě）就是洛斯阿拉莫斯国家实验（yàn）室的（de）竞（jìng）争对手（shǒu））做了 20 年的研究员，致（zhì）力于开发对抗生化恐怖主义的技（jì）术。根据他（tā）在新（xīn）型反恐技术方面的经验，他认（rèn）为（wéi）这些（xiē）担（dān）忧中存（cún）在误区。

科尔斯顿（dùn）告诉我：“技术从来都不是邪（xié）恶的。”他提到近期一（yī）项唐氏综合（hé）征（zhēng）产前（qián）检测方面（miàn）的（de）技术突破，这种技术可以取代原先（xiān）的羊膜穿刺术检查法。“这一技术出现（xiàn）后（hòu），人们通过一滴血就能测（cè）出唐氏综合征，而不再需要将针头刺入羊膜腔。许（xǔ）多人表示这不是什（shí）么好事，因为它迫使父母（mǔ）在孩子出生前就做出道（dào）德决定，但我们在此之（zhī）前（qián）就一直在进行这方面检测， 而且是用一种可能伤（shāng）害（hài）到胎儿和（hé）孕（yùn）妇的侵入式方（fāng）法。有了新的检测方法，我（wǒ）们就可以通过一种更安全的方法获得这些信息。”

科尔斯顿总（zǒng）结道（dào）：“获得更多信息不可能是一件坏事，真正决定（dìng）好坏（huài）的是我们选（xuǎn）择如何使（shǐ）用这些重要（yào）的知识。”

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人工智能作为人类生活的解码器（qì）

HealthTell所做的（de）这种基（jī）因测序和（hé）诊（zhěn）断创新将人工智能转换成了一种人类的生物学解（jiě）码（mǎ）器，其中（zhōng）最典型的例子就（jiù）是近期基因（yīn）编辑技术（shù）的（de）发展，比如CRISPR–Cas9的使用等（děng）。这项（xiàng）技术（shù）使科学家能够将经过修改（gǎi）的（de）蛋白质注（zhù）射到人体内，从而（ér）像（xiàng）一把（bǎ）剪（jiǎn）刀一样（yàng）剪切基因并将其重组。2016年10月28日， 四川大学的（de）研究人员（yuán）提取（qǔ）了人类（lèi）免疫细胞，并且使用CRISPR技术对它们进行编辑。7他（tā）们成功（gōng）地去除了让（ràng）身体（tǐ）攻（gōng）击健康细胞的基（jī）因。通过在肺癌病人体（tǐ）内（nèi）剪（jiǎn）切这种基因并将其重新（xīn）导入细胞，研究人员（yuán）希望经过修（xiū）改（gǎi）的细胞能减少（shǎo）癌细（xì）胞和攻击行（háng）为。

CRISPR的每（měi）一个字母分别（bié）代表着（zhe）“成簇的、规律（lǜ）间隔的、短回（huí）文、重（chóng）复序列”，它以细菌细胞（bāo）可（kě）以识别入侵（qīn）病毒（dú）并将其剪切到DNA中这一（yī）发（fā）现为基础。后来，科学家使用（yòng）这项10年前发现的技术来编（biān）辑远比细菌（jun1）复杂的DNA序列。现（xiàn）在， 中国科（kē）学家的研究（jiū）成（chéng）果让我（wǒ）们开始能编（biān）辑（jí）我（wǒ）们（men）自己的DNA。

这只（zhī）是人（rén）类机能（néng）增强的开始（shǐ）。当（dāng）我们把人（rén）工智能与（yǔ）神（shén）经网络相结合时，就可以使（shǐ）用（yòng）机器学（xué）习来解释信号，用无线设备代替大脑与我们四肢和肌肉之间的连接。在 2016年11月的神（shén）经系统（tǒng）科学学会年会上（shàng），科（kē）学家宣布患有闭锁综合征的女性可以仅依靠自己的意念，移动（dòng）计算机界面上的光标。8闭锁综合征是一种患者身（shēn）体完（wán）全瘫痪但（dàn）精（jīng）神敏度未受影响的病症（zhèng）。1997年的《潜（qián）水钟与蝴蝶（dié）》（The Diving Bell and the Butterfly）一书中描述了（le）这一病症，该书于 2007年被朱利安·施（shī）纳（Julian Schnabel）拍成（chéng）电影并（bìng）且（qiě）获得多个奖项。这（zhè）个由记者兼时装总（zǒng）监让-多米尼（ní）克·鲍比（Jean–Dominique Bauby）撰写的（de）故（gù）事（shì）详细讲述了（le）他与（yǔ）闭（bì）锁（suǒ）综（zōng）合征（zhēng）的斗（dòu）争，还描述了他如何（hé）在只有左（zuǒ）眼（yǎn）能动的情况（kuàng）下（xià）写出一本书。

这一计算机（jī）和光标方面的最（zuì）新发（fā）明在眨眼活动和人类动作信息转换（huàn）之（zhī）外开辟了一条新路。上（shàng）文（wén）提（tí）到的那位女性，我们只知道她叫HB，她在（zài）颅骨下植（zhí）入了电极。虽然（rán）电（diàn）极没有穿过脑组织，但能够与 HB 的大脑进行足够的接触，从而精确地反映（yìng）她的（de）脑波活动。外科（kē）医生将（jiāng）她颅（lú）骨下的电（diàn）极与一个她胸腔（qiāng）内的装置连接（jiē），而该装置与一台平板电脑无线连接。

机器学习算法负责最终区分（fèn）HB的β脑波和γ脑波，并且学会了哪种（zhǒng）脑活动与（yǔ）捏手指等微小动作有关。在这些算法的帮助下，HB不久就能仅靠意念移（yí）动平板电脑上的光（guāng）标（biāo）了（le）。当研究人（rén）员（yuán）将（jiāng）一个（gè）大（dà）型字母表（biǎo）放在HB的平板电脑（nǎo）屏幕上（shàng）时，她就可以想（xiǎng）象着点击鼠标和选择字母的感觉（jiào）来输入了（le）。机（jī）器学习能够（gòu）识别她的意（yì）图并且在屏幕（mù）上记录她的选择。HB能够以（yǐ）每（měi）分（fèn）钟一（yī）到（dào）两个字母的速度慢慢地与世界沟（gōu）通了，她（tā）不再（zài）是一个“被（bèi）锁住的（de）人”。

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无论我们是将机器学习用于抵御未知疾病的暴虐，还是用于修（xiū）改我们DNA的基因编辑技术，或是通（tōng）过神经信号和机器学习将病人从闭锁综合征中（zhōng）解放，都必须在未来10年使用人工（gōng）智能进一步（bù）增强（qiáng）医疗和医药行业。目前关于这（zhè）方面的争议很多（duō），包括对设计（jì）婴（yīng）儿的恐惧、超人（rén）类物种的风险或（huò）神经装置被入（rù）侵（qīn）所产生的（de）意外后果等，而（ér）道德讨论也是（shì）我们必需（xū）的。尽管如此，当（dāng）我（wǒ）们在讨（tǎo）论是否需要发展（zhǎn）人（rén）工（gōng）智能时，就已经将我们的社（shè）会（huì）带入了一个错误的选择。科学技（jì）术的（de）发展无法避（bì）免（miǎn）， 思（sī）想的进步无（wú）法被控（kòng）制，一（yī）个突破必将引发另一（yī）个突破（pò）。

正如比尔·科尔（ěr）斯顿（dùn）所（suǒ）说（shuō）：“你不（bú）能（néng）因为（wéi）担心某项（xiàng）技术的具体用途而减缓（huǎn）其发展的速度。无论怎样，它（tā）最（zuì）终总会出现，因（yīn）为总有人会在其他地方把它发明出来。所以（yǐ）更好的办法是控制它、驾驭它并且尽早加以应用。科学（xué）技术本身无（wú）善恶之分。”

正（zhèng）如我们将在下一章所看（kàn）到的那样，科（kē）尔（ěr）斯顿（dùn）对医疗（liáo）行（háng）业创新的观点也适用于网（wǎng）络（luò）安全行业（yè）。20 世纪的工具根本不（bú）可能解决21世（shì）纪的挑战。我们（men）根（gēn）本没（méi）有（yǒu）选择，我们必须（xū）使用人工智能（néng），才能以此对抗人工智能。