Czy sztuczna inteligencja może zapewnić Ci zdrowie?

Chiński przedsiębiorca chce śledzić Twoje dane dotyczące zdrowia i sugerować sposoby poprawy. Ale czy komputery są naprawdę wystarczająco inteligentne, aby zrozumieć wszystkie te informacje? Za pomocą

• David Ewing Duncan strona archiwum

3 października 2017 r.

Yann Kebbi

To inteligentne lustro nie jest zbyt inteligentne, mówi Jun Wang, stojąc przed pełnowymiarowym lustrem w markowych dżinsach rozdartych na kolanach. To tylko aparat i lustro, mówi, wyglądając na lekko przygnębionego – lub tak przygnębionego, jak to tylko możliwe dla mężczyzny, którego twarz jest wiecznie niewzruszona. To, czego chcę, to lustro, które skanuje mnie w 3D tutaj, mówi, śledząc rękami kontur jego ud i tutaj. Wang pokazuje swój brzuch, który jest chudy. Chcemy dokładnie przedstawić Ciebie w 3D: tłuszcz, mięśnie – cały kształt Twojego ciała, plus rozpoznawanie twarzy i to, co dzieje się z Twoją skórą. Wskazuje na prawy górny obszar lustra. I chcę mieć odczyty na temat mojego zdrowia tam na górze, obok miejsca, w którym myję zęby – mojej wagi, ciśnienia krwi i tętna, i jak to jest skorelowane z moim DNA?

To jeszcze niezrealizowane inteligentne lustro to tylko jeden z kilku gadżetów, które Wang, 41-letni biolog i informatyk, który został przedsiębiorcą, twierdzi, że buduje. Urządzenia pomogą gromadzić, analizować i wyświetlać mnóstwo danych dotyczących zdrowia, które chce zebrać o sobie – i, jak ma nadzieję, od milionów innych osób. Właśnie dlatego Wang był współzałożycielem iCarbonX (ICX), bardzo ambitnej, choć donkiszotycznej, firmy zajmującej się zdrowiem osobistym z siedzibą w Shenzhen w południowych Chinach.

Ta historia była częścią naszego wydania z listopada 2017 r.

• Zobacz resztę numeru
• Subskrybuj

ICX chce przechwycić więcej danych o Twoim ciele, niż kiedykolwiek było to możliwe. Zaczyna się od sekwencji DNA i obejmuje dane z urządzeń do noszenia w stylu Fitbit, które mierzą Twoje kroki, tętno i wzorce snu. Dodaj częste badania krwi, aby mierzyć różne białka i enzymy, które mogą, powiedzmy, odzwierciedlać stan twojego serca lub sygnalizować bardzo wczesne objawy raka. Obejmują monitorowanie stale zmieniających się poziomów metabolitów wytwarzanych przez organizm podczas przetwarzania żywności; tradycyjne badania krwi na poziom cholesterolu i glukozy; dane serca z EKG; oraz informacje z Twojej historii medycznej. Cel: ciągłe monitorowanie stanu zdrowia i sugestie zmian, które możesz wprowadzić w swojej diecie i zachowaniu, zanim ze stanu zdrowia przejdziesz do wczesnych stadiów choroby.

Brzmi to trochę jak medycyna spersonalizowana, o której mówi się od lat. Ale dla Wanga nie chodzi tylko o leczenie choroby. Chodzi również o to, co można nazwać spersonalizowanym zdrowiem. W tej chwili nie wiesz, jaka jest twoja temperatura, puls ani drobnoustroje w tobie, które wpływają na twoje emocje, mówi. Albo co zrobić, jeśli masz alergię lub chcesz schudnąć, bo jesteś gruby.

Urządzenia pomogą gromadzić, analizować i wyświetlać mnóstwo danych dotyczących zdrowia, które chce zebrać o sobie – i, jak ma nadzieję, od milionów innych osób.

Ta wizja osobistego monitorowania zdrowia staje się możliwa do zrealizowania po części dzięki dramatycznym obniżkom kosztów sekwencjonowania DNA i pomiaru wielu tysięcy związków biologicznych i procesów regulujących organizm. Co to wszystko oznacza dla każdego z nas, zwłaszcza gdy wszystkie odczyty są połączone, jest niejasne. Ale ICX jest częścią nowej fali firm, które dochodzą do wniosku, że mogą znaleźć coś znaczącego w danych i umożliwić medycynie przestać jedynie reagować na Twoją chorobę; te firmy chcą zapewnić Ci zdrowie za ułamek kosztów. Odblokowanie tej zagadki, z milionami ruchomych elementów, to miejsce, w którym sztuczna inteligencja i inne zaawansowane techniki komputerowe będą musiały wejść do gry. AI to sposób, w jaki możemy zebrać wszystkie te informacje i powiedzieć ci rzeczy, których nie wiesz o swoim zdrowiu, mówi Wang.

Zakładając, że to działa, złożenie tego wszystkiego razem nie będzie tanie. Jako dyrektor generalny ICX, Wang zebrał 600 milionów dolarów na finansowanie tego wysiłku, co jest niezwykłą kwotą na projekt oferujący zaawansowane technologicznie testy dla zdrowych ludzi. Ale będzie go potrzebował, a prawdopodobnie nawet więcej, ze wszystkim, co chcą przetestować, mówi Eric Schadt, biolog obliczeniowy i matematyk, który niedawno ustąpił ze stanowiska dyrektora Instytutu Icahn ds. Genomiki i Biologii Wieloskalowej w Mount Sinai w Nowym Jorku. Schadt założył własną firmę zajmującą się danymi zdrowotnymi o nazwie Sema4, która skanuje genomy i biomarkery molekularne.

ICX wykorzystuje swój stos gotówki częściowo do inwestowania lub nabywania firm, które mogą przyczynić się do całościowej wizji Wanga. Obejmuje to 161 milionów dolarów udziałów w firmie SomaLogic z siedzibą w Kolorado, która pracuje nad chipem, który może mierzyć 5000 białek we krwi; ponad 100 milionów dolarów w PatientsLikeMe, firmie z Cambridge w stanie Massachusetts, która zapewnia platformę internetową dla ponad 500 000 pacjentów do dzielenia się doświadczeniami, wskaźnikami i odczuciami dotyczącymi ich zdrowia i chorób; i 40 milionów dolarów w firmie AOBiome, również z Cambridge, która sprzedaje mikroby w sprayu, które podobno czynią skórę zdrowszą. ICX niedawno zainwestował również w HealthTell z San Ramon w Kalifornii, który identyfikuje przeciwciała z próbki krwi jako wskazówki dotyczące obecności i postępu chorób, w tym raka i zaburzeń autoimmunologicznych. Dodatkowo ICX współpracuje również z kilkoma firmami w Chinach.

Yann Kebbi

Powiązanie tego eklektycznego sojuszu to agresywny wysiłek, by zbudować system sztucznej inteligencji, który będzie próbował analizować wszystkie te dane. Jest to prowadzone przez izraelską firmę iCarbonX-Israel, którą ICX nabyła w zeszłym roku. Założona w 2005 roku jako Imagu Vision Technologies, firma rozwija oprogramowanie do interpretacji CT i innych obrazów medycznych. Teraz inżynierowie Imagu współpracują z kolegami z ICX, aby stworzyć coś, co nazywają wirtualnym mózgiem zdrowia, który zinterpretuje tysiące punktów danych, które ICX chce zebrać na temat każdego klienta. „Chcemy stworzyć narzędzie, które nie tylko analizuje dane, ale oferuje sposoby pomagania ludziom w poprawie ich zdrowia, takie jak zmiana diety”, mówi dyrektor generalny Imagu i współzałożyciel Mor Amitai.

Jeśli to wszystko brzmi śmiesznie skomplikowanie, to jest to, mówi Wang, uśmiechając się w sposób, który łączy w sobie pewność – co niewątpliwie doceniają inwestorzy – i zdumienie, jakby wiedział, że to, co proponuje, brzmi trochę głupio. Powstaje zatem pytanie: czy może wykorzystać swoje pieniądze i wiedzę techniczną, aby zrewolucjonizować medycynę?

Precyzyjne zdrowie

Wysoki mężczyzna z krótkimi czarnymi włosami, Wang przechadza się spokojnie po siedzibie swojej firmy, podróbki z Doliny Krzemowej z otwartymi stanowiskami pracy, salami konferencyjnymi o szklanych ścianach, siłownią i kawiarnią zawsze zaopatrzoną w jedzenie, zdrowe napoje, herbatę i kawę. Znajduje się na trzecim piętrze budynku parku przemysłowego w kompleksie podobnie nietypowych konstrukcji, wciśniętych między dwa rozległe, zalesione parki tematyczne o nazwie Happy Valley i China Folk Culture Village. Na tyłach centrali ICX znajduje się biuro Wanga, wygodna nisza z głębokimi skórzanymi fotelami i prywatną salą konferencyjną – otoczenie biznesowe, które jest daleko od miejsca, w którym Wang zaczął jako naukowiec sekwencjonujący DNA na Uniwersytecie Pekińskim pod koniec lat 90. XX wieku.

Wang jest autorem ponad 100 badań jako profesor na Uniwersytecie w Kopenhadze i jako spec od bioinformatyki w Pekińskim Instytucie Genomiki (BGI), który pomógł założyć w 1999 roku. BGI była organizacją, która wniosła stosunkowo niewielki wkład Chin w Projekt Genomu Człowieka. ogólnoświatowy wysiłek, w którym kilka krajów pracowało nad różnymi segmentami sekwencji ludzkiego DNA, opublikowanymi w 2003 roku. BGI później wyprodukowało pierwsze kompletne sekwencje DNA osoby azjatyckiej, szczep ryżu, wirus SARS i panda wielka. Podczas swojej pracy jako dyrektor generalny BGI, Wang pomógł zbudować firmę w jednej z największych operacji sekwencjonowania na świecie. W 2016 r. osiągnął przychody w wysokości 250 mln USD, a latem tego roku wyemitował IPO. Wang pozostaje głównym udziałowcem i członkiem zarządu.

Potrzebujesz również milionów ludzi – może nawet 10 milionów ludzi – aby otrzymać znaczące sygnały o powszechnych chorobach.

Ale opuścił BGI w 2015 roku, ponieważ był sfrustrowany ograniczeniami genomiki. W szczególności sekwencjonowanie DNA nie zapewnia dużego wglądu w stan zdrowia większości osób. Naukowcy odkryli niezliczone markery DNA, które wydają się pomagać w określeniu, czy dana osoba jest zdrowa, czy chora. Okazało się jednak, że te markery, prawie 15 lat po zakończeniu Projektu Ludzkiego Genomu, mają mniejsze znaczenie niż pierwotnie sądzono. Z wyjątkiem pewnych rzadkich mutacji genetycznych, DNA jest tylko jednym z czynników decydujących o medycznym losie danej osoby. Okazuje się, że musisz także wiedzieć o białkach, metabolitach i całej reszcie, mówi Wang.

Wkrótce po odejściu z BGI Wang założył ICX, wiedząc, że zrobi coś ze sztuczną inteligencją i zdrowiem. Nie był jednak pewien, jakie dane poza DNA firma może lub powinna zebrać. Aby to rozgryźć, spotkał się z wieloma ekspertami i firmami, w tym z kluczowym spotkaniem w lipcu 2016 r. w restauracji Original Max w Burlingame w Kalifornii, niedaleko lotniska w San Francisco. W mieście, proponując ICX inwestorom i potencjalnym partnerom, Wang umówił się na spotkanie z Jamiem Heywoodem, współzałożycielem i prezesem PatientsLikeMe, który przyjechał z Bostonu. Kiedy siedzieli w pomarańczowo-żółtej plastikowej budce w kawiarni w stylu truck-stop, Heywood i Wang szybko zdali sobie sprawę, że podzielali fundamentalną irytację z powodu ograniczeń dzisiejszej praktyki medycznej. Podawanie ludziom większej ilości danych wydawało się obiecującą drogą. PatientsLikeMe, który prowadzi usługę, w ramach której tysiące członków dyskutuje na temat różnych chorób przewlekłych na forach internetowych i dostarcza danych dotyczących ich stanu zdrowia i postępu choroby, już wykazał wartość starannego śledzenia stanu zdrowia przez poszczególne osoby. Pijąc kawę, Wang i Heywood sprzeciwili się klasycznym testom medycznym, które zwykle są statyczne, z jednym badaniem wykonywanym na raz – na przykład EKG w warunkach klinicznych co rok lub dwa lub gdy objawy wydają się to uzasadniać. „Byliśmy podekscytowani możliwością odkrycia wczesnych etapów, kiedy dana osoba przechodzi od dobrego zdrowia do, powiedzmy, cukrzyka”, mówi Heywood, inżynier przeszkolony w MIT. Oboje zgodziliśmy się, że technologia już istnieje lub jest blisko jej istnienia.

Powiązana historia

Powiązana historia Nikt tak naprawdę nie wie, jak najbardziej zaawansowane algorytmy robią to, co robią. To może być problem.

Heywood, który jest szybko mówiącą wiązką energii, w której Wang przekazuje stały spokój, zasugerował, że taki profil powinien obejmować również rodzaj behawioralnych i osobistych danych gromadzonych przez jego firmę. Informacje, które ludzie udostępniają na forach PatientsLikeMe — dotyczące takich kwestii, jak wpływ stresu w pracy na zdrowie — dostarczają cennych wskazówek innym członkom, jak mogą lepiej radzić sobie z chorobami przewlekłymi. Dlaczego nie pomóc zdrowym ludziom w korzystaniu z podobnych narzędzi i danych? Jun i ja zajęło mi około pięciu minut, zanim zdaliśmy sobie sprawę, że możemy to zrobić, wspomina.

Heywood przedstawił coś jeszcze: jego firma zbudowała platformę komputerową przeznaczoną do analizowania danych zgłaszanych przez pół miliona użytkowników. Ale nie jest jeszcze jasne, czy połączenie wszystkich danych, które ICX i jej współpracownicy chcą przechwycić, będzie miało sens. Nie jest też prawdopodobne, że sztuczna inteligencja znajdzie znaczące korelacje w danych, chyba że ICX zwabi miliony ludzi do swoich usług – a nawet ta liczba może nie wystarczyć. ICX będzie walczyć, przewiduje Eric Schadt z Sema4. Potrzebujesz również milionów ludzi – może nawet 10 milionów ludzi – aby otrzymać znaczące sygnały o powszechnych chorobach.

Yann Kebbi

Wang chętnie dostrzega wyzwania. Zrobienie wszystkiego, co chcemy, zajmie wiele lat, mówi. Zapytany o potrzebę przetestowania dużej liczby osób w celu wykrycia sygnałów w szumie wszystkich tych danych, odpowiada, że ​​ICX chce zarejestrować co najmniej milion osób w ciągu najbliższych pięciu lat. Chiny mają tak dużą populację, więc nie martwię się tym, mówi. Dodaje, że wraz ze wzrostem dochodu rozporządzalnego w Chinach ludzie chcą wydawać pieniądze na swoje zdrowie.

Wang przyznaje jednak, że nie ma jeszcze jasnego biznesplanu. Zazwyczaj najpierw myślę o tym, co należy zrobić z nauką i produktem, mówi. Potem wymyślam model biznesowy. Inwestorzy są z tym w porządku. Nie chcą krótkoterminowych.

Dym i lustra?

U podstaw wyzwania ICX leżą również podstawowe pytania dotyczące tego, jak zintegrować sztuczną inteligencję z opieką zdrowotną. Nie ma wątpliwości, że zaawansowane komputery w końcu zapewnią ogromny impuls do zrozumienia wszelkiego rodzaju danych zdrowotnych i biomedycznych. A Wang nie jest jedynym, który ma ambicje biznesowe związane z technologią. Według CB Insights, która śledzi inwestycje kapitału podwyższonego ryzyka, inwestorzy finansują 106 startupów zajmujących się sztuczną inteligencją i zdrowiem — więcej niż kilka lat temu. Dążą do wszystkiego, od zdrowia psychicznego i odkrywania leków po zarządzanie stylem życia, wirtualni asystenci, zarządzanie szpitalem oraz obrazowanie medyczne i diagnostykę. Choć brzmi to imponująco, sztuczna inteligencja jak dotąd nie wywarła znaczącego wpływu na większość medycyny i opieki zdrowotnej. W niektórych niszach sztuczna inteligencja jest obecna od lat, mówi Marty Kohn, lekarz i były główny naukowiec medyczny w IBM, który pomógł rozwinąć IBM Watson Health. Ale to nie dzieje się na dużą skalę. I nie pomogło to jeszcze dużej liczbie pacjentów.

Powiązana historia

Powiązana historia Przyszłe pokolenia będą kpić z twojego hasła.

Jednym z powodów jest to, że niezwykle trudno jest zinterpretować zgniecenie danych. Myślę, że sztuczna inteligencja ma ogromny potencjał, mówi Leroy Hood, prezes i współzałożyciel Instytutu Biologii Systemów w Seattle. Ale roszczenia dotyczące sztucznej inteligencji i opieki zdrowotnej są bardzo przesadzone. Sugeruje, że większość firm nie zajmuje się prawdziwą nauką.

Hood, długoletni pionier w znajdowaniu narzędzi do zrozumienia złożonych funkcji organizmu, jest współzałożycielem Arivale z siedzibą w Seattle, innej firmy zajmującej się danymi na temat zdrowia. Dwa lata temu firma Arivale zaczęła oferować własną wersję testów stylu życia, dobrego samopoczucia i badań molekularnych, w połączeniu z osobistym coachingiem. W lipcu 2017 Hood i Arivale opublikowali małe badanie w Biotechnologia Przyrody twierdzi, że zapewnia analizę słuszności koncepcji tego, co naukowcy nazywają osobistymi, gęstymi, dynamicznymi chmurami danych mierzonymi w czasie u zdrowych ludzi. Wykorzystali zaawansowane algorytmy, aby dokonać korelacji dla 108 osób, które wykonały dziesiątki testów i pomiarów zdrowotnych. Niektórzy z uczestników dowiedzieli się, że mają niedobory witamin; inni stwierdzili, że mają wczesne objawy choroby zapalnej jelit lub cukrzycy, które wymagają leczenia poprzez dietę lub suplementy. Wyniki te są jednak wstępne i potrzeba będzie ich znacznie więcej, aby oddzielić prawdziwe ustalenia od strumienia danych.

Nie ma wątpliwości, że zaawansowane komputery w końcu zapewnią ogromny impuls do zrozumienia wszelkiego rodzaju danych zdrowotnych i biomedycznych.

Jeśli chodzi o Wanga, eksperymentuje na sobie z jeszcze większą liczbą sposobów zdobywania takich informacji. Kontynuując zwiedzanie siedziby ICX w Shenzhen, wskazuje na toaletę tuż obok swojego biura, gdzie zbiera plastikowe torby z kupą do codziennej analizy mikrobiomu. Wang opisuje plany zbudowania inteligentnej toalety, która będzie przechwytywać i analizować odpady, a następnie wprowadzać je do profilu osobistego generowanego przez sztuczną inteligencję. Mamy do tego technologię, mówi. Mamy algorytmy. Będzie tanio, jakieś 200 dolarów. Następnie Wang podnosi swoją niebieską koszulkę polo, by pokazać bezprzewodowy ciągły pulsometr.

Można się jednak zastanawiać, czy miliony zdrowych ludzi będą miały taką samą obsesję na punkcie zbierania tak wielu danych na swój temat, jak Jun Wang. Pytanie wydaje się go zaskakiwać, na chwilę burząc jego spokój. Marszczy brwi, jakby nie mógł sobie wyobrazić, że inni ludzie mogą nie chcieć inteligentnych luster i toalet, częstego pobierania krwi do pomiaru tysięcy metabolitów i monitorów pracy serca przyklejonych do ich piersi. Nie proszę wszystkich o to, mówi w końcu. Ludzie decydują się nie wiedzieć wielu rzeczy. Ale jest wielu ludzi, którzy chcą wiedzieć, lub mogą być wykształceni, aby chcieć wiedzieć. Przerywa na kolejną nanosekundę, po czym uśmiecha się, jakby właśnie znalazł odpowiedź na to dosłownie wielomiliardowe pytanie o jego wysiłek i firmę. Kiedyś ludzie nie chcieli znać swoich genów; teraz coraz więcej ludzi chce wiedzieć, mówi. Jestem pewien, że ten trend się utrzyma.

David Ewing Duncan jest dziennikarzem nauk przyrodniczych i autorem Eksperymentalny człowiek oraz kurator Arc Fusion.

ukryć