雷鋒網(wǎng)按：今年，人工智能在各個(gè)垂直領(lǐng)域的應(yīng)用備受關(guān)注，其中醫(yī)療又是一個(gè)關(guān)鍵領(lǐng)域?！都~約客》發(fā)表的這篇深度長(zhǎng)文，從醫(yī)學(xué)和計(jì)算機(jī)兩個(gè)領(lǐng)域詳細(xì)描述了業(yè)內(nèi)人士如何看待人工智能在醫(yī)療診斷方面的應(yīng)用。作者 Siddhartha Mukherjee 是醫(yī)學(xué)領(lǐng)域?qū)＜摇１疚陌l(fā)布在《紐約客》網(wǎng)站，雷鋒網(wǎng)整理編譯。

　　去年 11 月的一個(gè)深夜，一位 Bronx 的 54 歲老婦來(lái)到哥倫比亞大學(xué)醫(yī)療中心，她說(shuō)自己頭痛欲裂，視力已經(jīng)開(kāi)始模糊，左手也變得麻木且不聽(tīng)使喚了。醫(yī)生進(jìn)行初步檢查后決定對(duì)老婦的頭部進(jìn)行 CT 掃描。

　　轉(zhuǎn)眼幾個(gè)月過(guò)去了，今年 1 月份的一個(gè)早晨，四位還在培訓(xùn)中的放射科醫(yī)生擠在醫(yī)院三樓的一臺(tái)電腦前。放置這臺(tái)電腦的房間沒(méi)有窗戶，除了屏幕的光，里面完全是漆黑一片，就像一片深海。四位醫(yī)生盯著屏幕看時(shí)，哥倫比亞大學(xué)的神經(jīng)放射科主任 Angela Lignelli-Dipple 正拿著鉛筆和平板電腦站在他們身后。他們可不是在搞什么秘密項(xiàng)目，主任只是在訓(xùn)練這些菜鳥(niǎo)醫(yī)生如何看懂 CT 掃描而已。

　　“如果 CT 上大腦的區(qū)域變灰，我們很容易就能診斷出病人是否中風(fēng)了，”主任說(shuō)道?！耙肴〉幂^好的治療效果，就必須趕在神經(jīng)細(xì)胞大量死亡前診斷出病因?！敝酗L(fēng)一般因堵塞或出血引起，神經(jīng)放射學(xué)家有大約 45 分鐘的窗口期進(jìn)行診斷，這樣醫(yī)生才能及時(shí)采取干預(yù)措施，如溶解正在不斷膨大的凝塊?！叭绻銈儺?dāng)時(shí)身處急診室，每分鐘都是極端寶貴的，因?yàn)榇竽X的某部分正在死亡，時(shí)間就是生命?！敝魅窝a(bǔ)充道。

　　時(shí)間一分一秒流逝，主任看了看墻上的掛鐘，問(wèn)道：“找到問(wèn)題出在哪了嗎?”

　　中風(fēng)通常是不對(duì)稱(chēng)發(fā)展的，畢竟腦部供血會(huì)分左右，繼而細(xì)化為細(xì)小分支。不過(guò)，一旦出現(xiàn)凝塊或出血，就會(huì)影響一個(gè)分支，使大腦部分區(qū)域出現(xiàn)異常。隨著神經(jīng)細(xì)胞因?yàn)槿毖饾u死亡，組織會(huì)略微腫脹，在掃描時(shí)，解剖結(jié)構(gòu)之間清晰的邊界可能會(huì)變模糊，最終組織會(huì)皺縮，并產(chǎn)生干燥的陰影。但需要注意的是，這塊陰影通常在中風(fēng)后幾小時(shí)或幾天才出現(xiàn)，而這時(shí)醫(yī)生干預(yù)的窗口期已經(jīng)結(jié)束了。主任表示：“在這之前進(jìn)行掃描的話，你只能在 CT 圖像上看到一些蛛絲馬跡。”而這就是中風(fēng)的前兆。

　　好啦， 現(xiàn)在說(shuō)回文章開(kāi)頭提到的 54 歲老婦，她的 CT 掃描是對(duì)頭骨的橫切面切割額圖，看起來(lái)就像從底部一劈到頂?shù)奶鸸?。坐在電腦前的醫(yī)生們?yōu)g覽著圖層，把小腦、海馬區(qū)、島狀皮層、紋狀體、胼胝體、腦室等都分得清清楚楚。隨后，其中一名快 30 歲的男醫(yī)生在一張照片上停了下來(lái)，他拿鉛筆指著大腦右側(cè)邊緣區(qū)域說(shuō)道：“這一塊有點(diǎn)不對(duì)勁，邊緣區(qū)域看起來(lái)有些模糊了?！辈贿^(guò)，對(duì)筆者來(lái)說(shuō)，從這張像素不怎么清晰的模糊照片怎么能看出有用的信息啊，但那位男醫(yī)生顯然看到了一些不同尋常之處。

　　“哪里模糊了?”主任問(wèn)道?！澳隳苷f(shuō)清楚點(diǎn)嗎?”

　　這名醫(yī)生沒(méi)著急回答，他停下來(lái)在腦中組織了詞語(yǔ)，想想到底該怎么解釋。隨后，他聳聳肩表示：“它確實(shí)不太正常，我也不知道有什么毛病，只是看起來(lái)比較有趣。”

　　接下來(lái)，主任又拿出了第二張 CT 片，這是第一張拍攝后 20 小時(shí)后掃描的。剛剛那位醫(yī)生指出的部位在這張片子中已經(jīng)腫脹的像葡萄那么大了，而且顏色也暗了下來(lái)。隨后主任又拿了一系列的片子讓他們看，圖中慢慢出現(xiàn)了一個(gè)明顯的灰色楔形區(qū)域。

　　當(dāng)那位老婦到達(dá)醫(yī)院時(shí)，神經(jīng)科大夫試圖用溶栓類(lèi)藥物幫她疏通動(dòng)脈，但很遺憾，她來(lái)的太晚了。第一次掃描過(guò)去幾小時(shí)后，老婦就失去了意識(shí)，醫(yī)生趕緊將她送去 ICU 病房。兩個(gè)月后，老婦還是沒(méi)有好轉(zhuǎn)，她的整個(gè)左側(cè)身體(從左臂到左腿)都癱瘓了。

　　從小黑屋出來(lái)后，筆者跟著主任去了她的辦公室，我想知道醫(yī)生是怎么學(xué)習(xí)的，機(jī)器也能學(xué)會(huì)這些方法嗎?

　　能力不是看書(shū)得來(lái)的

　　筆者涉足醫(yī)學(xué)診斷行業(yè)并不晚，1997 年就在波士頓開(kāi)始了臨床輪轉(zhuǎn)。為了更好地完成工作，我讀了一本有關(guān)醫(yī)學(xué)教育的經(jīng)典讀物，這本書(shū)將診斷行為明確分為四個(gè)階段：第一，醫(yī)生需要借助病人病歷和最新的體檢來(lái)搜集有關(guān)病人的疾病或身體狀況的事實(shí);第二，整理以上信息并總結(jié)出一份可能病因的綜合列表;第三，通過(guò)對(duì)病人的詢(xún)問(wèn)和初步測(cè)試完成所謂的“鑒別診斷”，即排除某種疾病的假設(shè)并增強(qiáng)另一種疾病的可能性。這一步，還要對(duì)疾病是否常見(jiàn)下定義，并結(jié)合病人既往病史對(duì)風(fēng)險(xiǎn)和暴露情況進(jìn)行判斷(謹(jǐn)記“不可掉以輕心”的臨床思維)，這樣列表中的可能病因就減少了;最后，醫(yī)生需要重新通過(guò)實(shí)驗(yàn)室檢查、X 光或 CT 掃描來(lái)確認(rèn)假設(shè)。數(shù)十年來(lái)，這些步驟及實(shí)踐中出現(xiàn)的變體都如實(shí)出現(xiàn)在教科書(shū)中，我們也從一代代醫(yī)學(xué)院學(xué)生的身上看到了這幅圖景：他們從癥狀中尋找病因。

　　不過(guò)，隨著從業(yè)經(jīng)歷的豐富，我很快發(fā)現(xiàn)，真正的診斷可不像教科書(shū)上那么簡(jiǎn)單。我所在醫(yī)學(xué)院的主任是一個(gè)優(yōu)雅的新英格蘭人，他總穿著拋光的便鞋，口音濃重，并以成為專(zhuān)家診斷醫(yī)師而自豪。在診斷時(shí)，他會(huì)要求病人表現(xiàn)出某種癥狀，如咳嗽。隨后他會(huì)靠在自己的椅子上思考片刻，然后嘴中冒出一串形容詞，如“微弱但刺耳”，“底噪有點(diǎn)大”，仿佛是在描述一瓶陳年波爾多紅酒。對(duì)我來(lái)說(shuō)，這些咳嗽聲聽(tīng)起來(lái)都一個(gè)樣，但我會(huì)不自覺(jué)地應(yīng)和這位主任，就像一個(gè)對(duì)品酒一竅不通但還要硬裝專(zhuān)家的傻瓜。

　　這位主任的做法確實(shí)有其依據(jù)，因?yàn)榭人苑诸?lèi)學(xué)家會(huì)很快通過(guò)聲音來(lái)縮小可能的病因范圍。如醫(yī)生可能會(huì)認(rèn)為“這聲音聽(tīng)起來(lái)像一種肺炎”或“充血性心力衰竭的濕疹”，隨后通過(guò)一系列問(wèn)題，醫(yī)生就能判斷病人的大致情況，最后借助測(cè)試來(lái)證明自己的判斷，大多數(shù)情況下，醫(yī)院的“老司機(jī)”們準(zhǔn)確率還是非常高的。

　　幾年前，巴西的研究人員研究了放射科醫(yī)生的大腦，為的就是理解他們到底如何做出診斷的。這些經(jīng)驗(yàn)豐富的醫(yī)師在看 CT 圖像時(shí)是不是心里有一份“對(duì)照表”?或者說(shuō)他們使用了“模式識(shí)別或非分析推理?”

　　參與這次研究的放射科醫(yī)生共 25 人，他們被要求評(píng)估肺部的 X 光，而核磁共振成像機(jī)則會(huì)隨時(shí)跟蹤他們的大腦活動(dòng)。X 光圖像在他們面前一晃而過(guò)，其中一些包含很常見(jiàn)的單一病理性損傷，如肺炎時(shí)出現(xiàn)的棕櫚狀陰影或積聚在肺內(nèi)襯層后面發(fā)暗且不透明的流體壁。第二組圖像中鑲嵌了動(dòng)物的圖像來(lái)干擾，第三組則加入了字母表的字母輪廓。在測(cè)試時(shí)，這三組圖像會(huì)隨即展示給參與的 25 位醫(yī)生，他們必須快速說(shuō)出圖像的屬性，而核磁共振機(jī)則一刻不停的監(jiān)視著醫(yī)生的大腦。測(cè)試結(jié)果顯示，醫(yī)生做出診斷的平均時(shí)間為 1.33 秒，而在分辨三種圖像時(shí)，大腦亮起的區(qū)域相同，即左耳附近的神經(jīng)元寬三角洲以及顱骨后基上方的蛾形帶。

　　“我們的測(cè)試結(jié)果能支持這樣的假設(shè)：醫(yī)生發(fā)現(xiàn)一種特征和已知病變的過(guò)程與日常生活中命名事物的過(guò)程相似。”研究人員總結(jié)道。也就是說(shuō)，識(shí)別病變與為動(dòng)物命名的過(guò)程非常相似，當(dāng)你認(rèn)出一頭犀牛，你不會(huì)再想想其他替代動(dòng)物，更不會(huì)將犀牛與獨(dú)角獸、犰狳和小象等動(dòng)物弄混。對(duì)你來(lái)說(shuō)，辨認(rèn)犀牛已經(jīng)是一種模式，而放射科專(zhuān)家也是如此。他們不需要沉思、回憶以及區(qū)分，他們看到的是一個(gè)常規(guī)現(xiàn)象。對(duì)我的主任來(lái)說(shuō)，那些咳嗽聲音也像叮當(dāng)聲一樣容易辨認(rèn)。

　　“紙上談兵”與“實(shí)踐出真知”

　　1945 年時(shí)，英國(guó)哲學(xué)家 Gilbert Ryle 舉辦了一場(chǎng)影響力巨大的講座，其主題涉及兩大知識(shí)。一個(gè)孩子知道自行車(chē)有兩個(gè)輪子，輪子充氣，車(chē)通過(guò)踩踏腳踏板來(lái)獲得前進(jìn)動(dòng)力。Ryle 將這種知識(shí)稱(chēng)之為“書(shū)面知識(shí)”。不過(guò)，學(xué)習(xí)騎自行車(chē)光懂得這些可不夠，一個(gè)孩子要經(jīng)歷摔倒才能學(xué)會(huì)平衡，學(xué)會(huì)通過(guò)坑坑洼洼的路面。Ryle 將這種隱性的、體驗(yàn)式的、基于技能的知識(shí)稱(chēng)為“實(shí)踐知識(shí)”。

　　這兩種知識(shí)看起來(lái)是相互依賴(lài)的，因?yàn)槟憧梢杂脮?shū)面知識(shí)來(lái)強(qiáng)化實(shí)踐知識(shí)，反之亦然。不過(guò)，Ryle 警告大家要抵制所謂“書(shū)面知識(shí)”可以轉(zhuǎn)化為“實(shí)踐知識(shí)”的想法。光看看自行車(chē)說(shuō)明書(shū)孩子不可能學(xué)會(huì)騎車(chē)。Ryle 認(rèn)為，只有當(dāng)我們知道如何運(yùn)用規(guī)則時(shí)，規(guī)則才能真正發(fā)揮作用，“規(guī)則就像小鳥(niǎo)，必須吃飽了才能生存。”一天下午，筆者 7 歲的女兒正騎著車(chē)爬上一個(gè)小山丘。她第一次嘗試時(shí)停在了斜坡最陡峭的部分，然后摔倒了。第二次嘗試時(shí)她屈身向前傾斜，最初角度很小，隨后越來(lái)越明顯;而當(dāng)坡度減小時(shí)，她會(huì)向后增加重量。但是，我可沒(méi)教過(guò)她騎自行車(chē)爬上那座小丘的規(guī)則。我想，當(dāng)我的孫女學(xué)習(xí)騎自行車(chē)翻過(guò)這座小丘時(shí)，家長(zhǎng)也不會(huì)教她這些規(guī)則。我們會(huì)傳授一些與宇宙有關(guān)的規(guī)則，但是會(huì)將剩下的留給大腦來(lái)解決。

　　旁聽(tīng)了 Lignelli-Dipple 的教程后，我與 Steffen Haider 交談了一番，他是個(gè)通過(guò) CT 掃描就能發(fā)現(xiàn)早期中風(fēng)的年輕人。他是怎么發(fā)現(xiàn)病變的?靠的是“書(shū)面知識(shí)”還是“實(shí)踐知識(shí)”呢?

　　Steffen Haider 表示自己先要學(xué)習(xí)規(guī)則，在書(shū)中他得知中風(fēng)往往發(fā)生在一邊，組織在 CT 中會(huì)輕微“變灰”，且常常伴有略微腫脹，造成解剖邊界模糊?！霸谀承┎课?，大腦的供血特別脆弱?！彼f(shuō)道。要想認(rèn)出這些病變，他必須在大腦的一側(cè)尋找那些另一側(cè)沒(méi)有出現(xiàn)的跡象。

　　筆者提醒他忽視了圖像中很多不對(duì)稱(chēng)的情況。這個(gè) CT 掃描與大多數(shù)情況一樣，在腦部左側(cè)存在其他灰色的波紋，但右側(cè)卻沒(méi)有，它們可能是婦女中風(fēng)前大腦中的異常運(yùn)動(dòng)或潛在變化。他是如何把重點(diǎn)縮小到這片區(qū)域的?他停了下來(lái)，沉思了一會(huì)，隨后說(shuō)道：“我也不知道，有一部分是存在于潛意識(shí)里的?！?/p>

　　“對(duì)于一個(gè)放射學(xué)家來(lái)說(shuō)，這是在學(xué)習(xí)和成長(zhǎng)中自然習(xí)得的。”Lignelli-Dipple 說(shuō)道。于是筆者開(kāi)始思考，機(jī)器是否也能用同樣的方式進(jìn)行“學(xué)習(xí)和成長(zhǎng)”。

　　Thrun 的理想世界

　　2015 年 1 月，計(jì)算機(jī)科學(xué)家 Sebastian Thrun 開(kāi)始迷上了醫(yī)學(xué)診斷這個(gè)課題。Thrun 在德國(guó)長(zhǎng)大，他身材消瘦，剃了光頭，看起來(lái)就像漫畫(huà)里的人物。Thrun 以前是斯坦福大學(xué)教授，領(lǐng)導(dǎo)該校的人工智能實(shí)驗(yàn)室，后來(lái)他離職創(chuàng)建 Google X，領(lǐng)導(dǎo)會(huì)自學(xué)的機(jī)器人和自動(dòng)駕駛汽車(chē)的研發(fā)。但是，他發(fā)現(xiàn)自己對(duì)有著學(xué)習(xí)能力的醫(yī)療設(shè)備有很大的興趣。Thrun 的母親因乳腺癌離世，當(dāng)時(shí)她才 49 歲?！按蠖鄶?shù)癌癥病人一開(kāi)始沒(méi)有癥狀?！盩hrun 說(shuō)道?！拔夷赣H就是這樣，但當(dāng)她去看醫(yī)生時(shí)，一切都晚了。因此，我一直想找到一個(gè)能盡早發(fā)現(xiàn)癌癥的方法，畢竟那時(shí)我們還能將病人從死亡線上拉回來(lái)。機(jī)器學(xué)習(xí)算法在這里能起到作用嗎?”

　　學(xué)界關(guān)于自動(dòng)診斷的早期研究往往與教科書(shū)上的顯性知識(shí)緊密相關(guān)。以心電圖為例，過(guò)去的二十年來(lái)，電腦解讀的通常是這些系統(tǒng)的特征，執(zhí)行這些工作的程序也比較直接，特征波形與多種情況相關(guān)，如心房顫動(dòng)或血管阻塞。此外，還有識(shí)別這些特征波形并輸入到應(yīng)用中的規(guī)則。當(dāng)機(jī)器識(shí)別到這些特征波形時(shí)，它會(huì)把這種心跳標(biāo)記為“心房顫動(dòng)”。

　　乳腺癌的檢查與心電圖類(lèi)似，眼下“計(jì)算機(jī)輔助檢查”的方式已經(jīng)不再新鮮。在檢查中，模式識(shí)別軟件會(huì)標(biāo)記那些疑似出現(xiàn)病變的區(qū)域，隨后醫(yī)生需要對(duì)這些可疑區(qū)域進(jìn)行復(fù)查以確定診斷結(jié)果是否正確。不過(guò)，如今的診斷軟件大多數(shù)利用的還是基于規(guī)則的系統(tǒng)，它們沒(méi)有自行學(xué)習(xí)的能力。因此，一個(gè)看過(guò) 3000 張 X 光片的機(jī)器人其實(shí)水平跟只看過(guò) 4 張的差不多。2007 年的研究進(jìn)一步證明了這種檢測(cè)方法的局限性。人們通常認(rèn)為機(jī)器介入后，準(zhǔn)確率會(huì)明顯提高，但事實(shí)上機(jī)器產(chǎn)生的影響很復(fù)雜。在計(jì)算機(jī)輔助診斷組中，活體檢查的準(zhǔn)確率上升，但腫瘤學(xué)家最希望檢測(cè)到的小型侵入性乳腺癌準(zhǔn)確率卻有所降低(后續(xù)檢測(cè)中甚至出現(xiàn)了“假陽(yáng)性”問(wèn)題)。

　　Thrun 相信，他能將第一代診斷設(shè)備上基于規(guī)則的算法替換為基于學(xué)習(xí)的算法，這樣一來(lái)設(shè)備就拋棄了“書(shū)面知識(shí)”，學(xué)會(huì)了“實(shí)踐知識(shí)”。Thrun 的學(xué)習(xí)算法還加入了現(xiàn)在最為火熱的“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”技術(shù)，因?yàn)樵摷夹g(shù)的靈感源于大腦運(yùn)作的模型，所以它能完成這一學(xué)習(xí)過(guò)程。在大腦中，神經(jīng)突出會(huì)通過(guò)反復(fù)激活而遭到增強(qiáng)或削弱;這些數(shù)字系統(tǒng)旨在通過(guò)數(shù)學(xué)手段實(shí)現(xiàn)類(lèi)似的目的，調(diào)整連接的“權(quán)重”向預(yù)期輸出靠攏。更強(qiáng)大的系統(tǒng)會(huì)與神經(jīng)元層級(jí)相似，每個(gè)系統(tǒng)會(huì)分別處理輸入的數(shù)據(jù)并將結(jié)果傳送給下一層，而這就是我們所說(shuō)的“深度學(xué)習(xí)”。

　　Thrun 首先拿皮膚癌開(kāi)刀，特別是美國(guó)人非常容易罹患的角化細(xì)胞癌和黑色素瘤(非誠(chéng)勿擾 2 里孫紅雷得的，最恐怖的皮膚癌)。機(jī)器經(jīng)過(guò)學(xué)習(xí)，能在圖片上分清皮膚癌和那些良性皮膚病(如痘痘、皮疹等)嗎?“如果皮膚科醫(yī)生能做到，那么機(jī)器肯定也能搞定，而且可能會(huì)做得更好。”

　　通常情況下，關(guān)于黑色素瘤的教學(xué)會(huì)從基于規(guī)則的系統(tǒng)開(kāi)始，就像皮膚病醫(yī)生入門(mén)一樣。學(xué)習(xí)過(guò)程中會(huì)有一系列便于記憶的符號(hào)，如 ABCD。這些符號(hào)有其特殊含義，如黑色素瘤通常是不對(duì)稱(chēng)的(Asymmetrical)，它們的邊界(Borders)參差不齊，顏色(Color)呈斑塊狀，而直徑(Diameter)則超過(guò) 6 毫米。不過(guò)，Thrun 查了醫(yī)書(shū)和網(wǎng)絡(luò)上的標(biāo)本后卻發(fā)現(xiàn)，一些黑色素瘤的的標(biāo)本并不適用于這些固定的規(guī)則。

　　Thrun 找了斯坦福的兩名學(xué)生幫他搞研究。學(xué)生們的首個(gè)任務(wù)就是創(chuàng)建一個(gè)“教學(xué)集”：這是一個(gè)龐大的圖片庫(kù)，機(jī)器可以通過(guò)對(duì)圖片庫(kù)的學(xué)習(xí)識(shí)別出惡性腫瘤。在網(wǎng)上搜索一番后，Esteva 和 Kuprel 找到了 18 個(gè)已經(jīng)成型的皮膚損傷圖片庫(kù)，其中包含了近 13 萬(wàn)張有關(guān)痤瘡、皮疹、蟲(chóng)咬、過(guò)敏反應(yīng)和皮膚癌等疾病的圖片，皮膚病專(zhuān)家將它們分為近 2000 種疾病。值得注意的是，這些圖片庫(kù)中有一個(gè)包含 2000 個(gè)病變的集合已經(jīng)由病理學(xué)家切片檢查過(guò)了，因而它們幾乎可以算是已經(jīng)確診的了。

　　隨后，Esteva 和 Kuprel 開(kāi)始了對(duì)系統(tǒng)的訓(xùn)練，他們并沒(méi)有依據(jù)規(guī)則對(duì)其進(jìn)行編程，也沒(méi)有教系統(tǒng)“ABCD”的順口溜。相反，這套系統(tǒng)只是不斷將圖像和醫(yī)生做出的診斷分類(lèi)加入神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中。

　　Thrun 將這個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的工作內(nèi)容描述為：“如果用一個(gè)老舊的程序去識(shí)別狗狗，軟件工程師可能會(huì)寫(xiě)一千行下定義的語(yǔ)句，比如如果它有耳朵，一個(gè)鼻子，并有頭發(fā)，且不是一只老鼠等。事實(shí)上，這并不是孩子學(xué)會(huì)辨識(shí)狗狗的方法。孩子會(huì)先通過(guò)觀察狗狗和大人的描述來(lái)學(xué)習(xí)相關(guān)的識(shí)別知識(shí)。如果她把狼當(dāng)成了狗，家人會(huì)及時(shí)進(jìn)行糾正，這時(shí)孩子就會(huì)改變最初的認(rèn)識(shí)。機(jī)器學(xué)習(xí)算法就像小孩子，它能從已經(jīng)標(biāo)注好準(zhǔn)確信息的訓(xùn)練集中汲取信息，隨后再?gòu)闹屑橙」返奶卣?，接著它?huì)自行用成千上萬(wàn)的圖片進(jìn)行對(duì)比測(cè)試并最終學(xué)會(huì)識(shí)別狗狗的方法，整個(gè)過(guò)程與孩子識(shí)別狗狗完全一樣?！蓖ㄟ^(guò)這個(gè)過(guò)程，系統(tǒng)學(xué)會(huì)了“實(shí)踐知識(shí)”。

　　2015 年 6 月，Thrun 的團(tuán)隊(duì)開(kāi)始通過(guò)“驗(yàn)證集”來(lái)測(cè)試機(jī)器從圖像中都學(xué)到了什么。這次測(cè)試中共包含了 1.4 萬(wàn)張經(jīng)過(guò)皮膚病專(zhuān)家診斷的圖片(并不一定經(jīng)過(guò)活檢)，機(jī)器的任務(wù)就是將這些圖像分成 3 組：良性病變、惡性病變和非癌生長(zhǎng)。結(jié)果顯示，該系統(tǒng)的準(zhǔn)確率達(dá)到了 72%。兩位得到認(rèn)證的皮膚病醫(yī)生也一同做了測(cè)試，但他們的準(zhǔn)確率卻只有 66%。

　　隨后，Thrun 師徒三人將研究擴(kuò)展到了 25 位皮膚病學(xué)家，而這一次他們使用了一個(gè)黃金標(biāo)準(zhǔn)——約 2000 張經(jīng)由活檢證實(shí)的圖像“測(cè)試集”，結(jié)果顯示，醫(yī)生們完全不是機(jī)器的對(duì)手，機(jī)器沒(méi)有錯(cuò)過(guò)任何一個(gè)黑色素瘤。此外它還更加精確，不會(huì)將某個(gè)腫瘤錯(cuò)診斷為黑色素瘤。

　　“在論文中，其實(shí)還有個(gè)關(guān)于網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵問(wèn)題沒(méi)有重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)?！盩hrun 說(shuō)道。在第一次涉足該領(lǐng)域時(shí)，Thrun 的團(tuán)隊(duì)用的還是個(gè)“很傻很天真”的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，不過(guò)他們發(fā)現(xiàn)如果用的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)會(huì)識(shí)別一些不相關(guān)特征(比如狗和貓)，它就會(huì)學(xué)的更快也更好，也許我們的大腦也遵循類(lèi)似的原理?；叵敫咧心切┝钊藷o(wú)語(yǔ)的枯燥訓(xùn)練，如多項(xiàng)式因式分解、動(dòng)詞變化和元素周期表，反而讓人記憶更加敏捷。

　　在訓(xùn)練機(jī)器時(shí)，Thrun 的團(tuán)隊(duì)需要對(duì)圖片進(jìn)行處理。Thrun 希望有一天人們能通過(guò)智能機(jī)圖片上傳獲得精確的診斷，不過(guò)這就意味著該系統(tǒng)必須適用于多種角度和照明條件。Thrun 也有擔(dān)心，因?yàn)椤霸谝恍﹫D片中，黑色素瘤的部位被用黃色記號(hào)筆標(biāo)注了，因此他們必須將這些部位裁剪掉，否則 Thrun 的團(tuán)隊(duì)可能就是在教計(jì)算機(jī)如何識(shí)別圖中的黃色標(biāo)記?！?/p>

　　其實(shí)這難題古已有之：一個(gè)世紀(jì)前，德國(guó)公眾就被聰明的 Hans 深深吸引了，這匹馬靠的不是日行千里，而是可以做加減運(yùn)算并用敲蹄子的方法給出答案。進(jìn)行一番研究后人們發(fā)現(xiàn)，Hans 并不是什么聰明馬，它只是能感受自家主人的表情和動(dòng)作。當(dāng) Hans 回答正確，主人的表情和動(dòng)作都會(huì)放松下來(lái)。因此，Hans 的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)并沒(méi)有學(xué)會(huì)計(jì)算方法，它只是學(xué)會(huì)了閱讀人類(lèi)的肢體語(yǔ)言?！斑@就是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的奇怪之處?！盩hrun 說(shuō)道?！澳愀静恢浪鼈冇昧耸裁磾?shù)據(jù)，它們自己搞了個(gè)黑箱，內(nèi)部的工作非常神秘?！?/p>

　　“黑箱”問(wèn)題是深度學(xué)習(xí)的專(zhuān)屬，這套系統(tǒng)并不是由醫(yī)學(xué)知識(shí)和診療規(guī)定引導(dǎo)的，相反它會(huì)有效的進(jìn)行自我教育，通過(guò)大量?jī)?nèi)部調(diào)整(類(lèi)似于加強(qiáng)和減弱大腦中的突觸連接)，學(xué)會(huì)區(qū)分普通的痣和黑色素瘤。那么它到底如何確定某個(gè)病變部位是黑色素瘤呢?我們也沒(méi)有答案，深度學(xué)習(xí)也無(wú)法解釋原因，一切的內(nèi)部調(diào)整和處理方式都在我們的監(jiān)視之外秘密發(fā)生著。當(dāng)然，這樣類(lèi)似的“黑箱”在我們大腦中也存在。當(dāng)你控制自行車(chē)慢慢轉(zhuǎn)向時(shí)，身體會(huì)自動(dòng)向相反方向傾斜，筆者的女兒也知道這個(gè)技巧，但她做出這些動(dòng)作時(shí)自己根本就不知道。黑色素瘤診斷機(jī)器必須從圖片中看出所以然來(lái)，不過(guò)如果它不能將技巧告訴人類(lèi)，會(huì)有什么影響嗎?它就像微笑的知識(shí)之神，遇見(jiàn)這樣的機(jī)器，你就能得以一窺動(dòng)物感知人類(lèi)心靈的某種方式：無(wú)所不知但卻無(wú)法理解。

　　Thrun 設(shè)想的世界是這樣的：在這里人類(lèi)時(shí)刻處在診斷機(jī)器的監(jiān)控下，我們的手機(jī)能通過(guò)語(yǔ)音模式的轉(zhuǎn)變發(fā)現(xiàn)老年癡呆癥的先兆，而方向盤(pán)則能通過(guò)手部的遲鈍和抖動(dòng)來(lái)確定人是否有可能患上帕金森癥。在洗澡時(shí)，浴缸則會(huì)通過(guò)無(wú)害的超聲波或磁共振來(lái)執(zhí)行掃描工作，并以此來(lái)判斷女性卵巢中是否有需要檢查的部位。大數(shù)據(jù)會(huì)注視、記錄并時(shí)刻對(duì)你的身體狀況進(jìn)行評(píng)估，我們將在不同算法的眼皮底下生活。一旦進(jìn)入了 Thrun 設(shè)想的世界，就進(jìn)了滿是診斷鏡的大廳，這里的檢測(cè)項(xiàng)目一個(gè)接著一個(gè)。

　　這樣的愿景確實(shí)讓人心生向往，不過(guò)這樣的醫(yī)學(xué)“全景監(jiān)獄”能通過(guò)無(wú)死角甚至細(xì)小到細(xì)胞的掃描來(lái)提前探知癌癥的出現(xiàn)嗎?它能為癌癥檢測(cè)帶來(lái)什么突破嗎?聽(tīng)起來(lái)好像一如反掌，但這里卻有個(gè)大坑：許多癌癥都屬于自限性疾病，我們會(huì)與它們一起死去，而不是被它們害死。一旦這種診斷引擎誕生，醫(yī)生可能會(huì)突然多出數(shù)百萬(wàn)不必要的活檢任務(wù)。在醫(yī)學(xué)上，早期診斷可以挽救或延長(zhǎng)生命。但有時(shí)，你會(huì)陷入恐懼之中，根本無(wú)法享受最后的時(shí)光，因此人對(duì)診斷結(jié)果的接受程度根本無(wú)法精確拿捏。

　　當(dāng)被問(wèn)到這種系統(tǒng)對(duì)人體診斷的影響時(shí)，Thrun 表示：“我對(duì)放大人類(lèi)能力方面感興趣。機(jī)械化的農(nóng)業(yè)確實(shí)消除了一些傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)形態(tài)，但它卻提高了我們的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力。事情都有好有壞，不過(guò)新型態(tài)的農(nóng)業(yè)確實(shí)能養(yǎng)活更多人了?！惫I(yè)革命就增強(qiáng)了人類(lèi)肌肉的力量，當(dāng)我們用手機(jī)時(shí)，人類(lèi)語(yǔ)言的力量也得到了放大。畢竟用肉嗓子喊，紐約的人可聽(tīng)不到加州的聲音?！盩hrun 和筆者當(dāng)時(shí)就身處兩地?！澳闶种械倪@個(gè)小方塊讓人的聲音能快速傳遞 3000 英里，它替代人類(lèi)聲音了嗎?當(dāng)然沒(méi)有，它只是人類(lèi)聲音的放大器。未來(lái)，認(rèn)知革命將讓計(jì)算機(jī)將以同樣的方式增強(qiáng)人類(lèi)的思維能力。就像機(jī)器使人類(lèi)肌肉增強(qiáng)了一千倍一樣，機(jī)器也將令人類(lèi)的大腦變聰明一千倍。”Thrun 堅(jiān)持認(rèn)為深度學(xué)習(xí)設(shè)備不會(huì)取代皮膚病醫(yī)生和放射科醫(yī)生，它們會(huì)成為專(zhuān)家們的力量倍增器，為他們提供專(zhuān)業(yè)知識(shí)和必要的輔助。

　　Hinton：醫(yī)院不用培養(yǎng)放射科醫(yī)生了

　　Geoffrey Hinton 是來(lái)自多倫多大學(xué)的計(jì)算機(jī)科學(xué)家，他對(duì)學(xué)習(xí)機(jī)器在臨床醫(yī)學(xué)中的作用看的也很重。Hinton 是著名數(shù)學(xué)家 George Boole 的玄孫，后者發(fā)現(xiàn)的布爾代數(shù)是數(shù)字計(jì)算的關(guān)鍵基石，有時(shí)人們甚至稱(chēng)他為深度學(xué)習(xí)之父。Boole 在 19 世紀(jì) 70 年代中葉開(kāi)始研究相關(guān)課題，他的許多學(xué)生都成了該領(lǐng)域的超級(jí)大牛。

　　“我覺(jué)得如果你是個(gè)放射科醫(yī)生，那其實(shí)你就像動(dòng)畫(huà)里的 Wile E。 Coyote(歪心狼)?！盚inton 說(shuō)道?！澳阋呀?jīng)沖的太快飛下了懸崖，但自己都不知道往下看看，下面已經(jīng)沒(méi)路了。”專(zhuān)用于乳腺和心臟造影的深度學(xué)習(xí)系統(tǒng)已經(jīng)完成了商業(yè)化開(kāi)發(fā)。“毫無(wú)疑問(wèn)，五年之內(nèi)深度學(xué)習(xí)的診斷能力就會(huì)超過(guò)放射科醫(yī)生。當(dāng)然，也可能需要花十年，我此前就曾亮明這一觀點(diǎn)，但許多人不愿接受。”

　　當(dāng)年 Hinton 的觀點(diǎn)很直率，他在醫(yī)院表示：“醫(yī)院無(wú)需繼續(xù)訓(xùn)練放射科醫(yī)生了?！惫P者拿這個(gè)問(wèn)題詢(xún)問(wèn) Angela Lignelli Dipple 時(shí)她表示，放射科醫(yī)師可不是僅僅在做“是或不是”的分類(lèi)工作。除了定位導(dǎo)致中風(fēng)的栓塞，他們還在關(guān)注其它地方的小出血，這些小出血可能會(huì)令溶栓藥物的使用造成災(zāi)難性的后果。他們?cè)趯ふ乙环N意料之外的、或許依然處于無(wú)癥狀狀態(tài)的腫瘤。

　　現(xiàn)在，Hinton 確實(shí)有資格說(shuō)這話?！胺派淇漆t(yī)生的職責(zé)將從完成感知任務(wù)變成解決認(rèn)知任務(wù)?！彼麑?duì)醫(yī)學(xué)未來(lái)的預(yù)測(cè)是基于一個(gè)簡(jiǎn)單的原則，即“如果你掌握某種舊式分類(lèi)問(wèn)題的大量數(shù)據(jù)，那么就考慮去解決它吧，而深度學(xué)習(xí)就能完成這個(gè)任務(wù)。到時(shí)會(huì)有數(shù)以千計(jì)的深度學(xué)習(xí)應(yīng)用程序出現(xiàn)?！彼胗蒙疃葘W(xué)習(xí)算法來(lái)分析 X 光片，CT 掃描和核磁共振等醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)。不過(guò)這只是近期規(guī)劃，未來(lái)“深度學(xué)習(xí)算法將做出病理學(xué)診斷?！彼鼈兡芸炊?Pap 涂片，也能聽(tīng)懂心跳或預(yù)測(cè)精神病患者復(fù)發(fā)的可能性。

　　隨后，筆者還與 Hinton 探討了黑箱問(wèn)題。雖然計(jì)算機(jī)科學(xué)家也在努力找答案，但 Hinton 明確表示那些試圖打開(kāi)黑箱，或找出深度學(xué)習(xí)系統(tǒng)到底如何學(xué)習(xí)技能的努力都是微不足道的，誰(shuí)要是說(shuō)自己解決了黑箱問(wèn)題，一定是在騙人。

　　不過(guò)，這個(gè)問(wèn)題可以伴隨我們一起成長(zhǎng)。Hinton 表示：“想象在某場(chǎng)比賽中，一名棒球運(yùn)動(dòng)員與一名物理學(xué)家比賽來(lái)猜球會(huì)在哪落地。棒球運(yùn)動(dòng)員在訓(xùn)練和比賽中一次又一次的練習(xí)拋球，他可能不了解任何方程式，但是他知道球到底會(huì)有多高、能達(dá)到多大的速度以及它會(huì)落在哪里。當(dāng)然，物理學(xué)家也可以通過(guò)方程式來(lái)判斷同一件事物。雖然方式方法不同，但兩者能得到同樣的答案?！?/p>

　　雖然前途光明，但在此前的乳腺 X 射線檢測(cè)中，計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)的表現(xiàn)卻非常令人失望。因此，任何新系統(tǒng)都必須通過(guò)嚴(yán)格的臨床測(cè)試完成評(píng)估。不過(guò)，Hinton 也強(qiáng)調(diào)，新的智能系統(tǒng)是為了從其錯(cuò)誤中吸取教訓(xùn)，從而隨著時(shí)間的推移而不斷改進(jìn)?！拔覀冃枰罱ㄒ粋€(gè)能搜集每個(gè)錯(cuò)誤診斷的系統(tǒng)，并將其反饋到機(jī)器學(xué)習(xí)系統(tǒng)中。到時(shí)我們就能詢(xún)問(wèn)機(jī)器，這里你遺失了什么?能改進(jìn)下自己的診斷結(jié)果嗎?放射科醫(yī)生現(xiàn)在還享受不到這樣的系統(tǒng)。如果你遺漏了某件事，導(dǎo)致 5 年后你的一個(gè)病人患上了癌癥，這時(shí)沒(méi)有系統(tǒng)的例行程序來(lái)告訴你如何糾正自己，但你可以在系統(tǒng)中建立這種機(jī)制來(lái)教計(jì)算機(jī)完成這一任務(wù)?！?/p>

　　眼下，一些野心最大的機(jī)器學(xué)習(xí)診斷算法在試圖整合自然語(yǔ)言處理技術(shù)(好讓計(jì)算機(jī)能讀懂病例)和從教科書(shū)、期刊和醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)獲得的醫(yī)療方面的百科知識(shí)，著名的 IBM 和 DeepMind 都是其中的佼佼者。筆者見(jiàn)過(guò)多個(gè)系統(tǒng)的演示，但它們的許多功能，特別是與深度學(xué)習(xí)有關(guān)的，都還在開(kāi)發(fā)中。

　　Hinton 對(duì)未來(lái)的深度學(xué)習(xí)診斷充滿熱情，這份熱情的來(lái)源有一部分就是他自己的經(jīng)驗(yàn)。在 Hinton 開(kāi)發(fā)此類(lèi)算法時(shí)，他的夫人被發(fā)現(xiàn)得了晚期胰腺癌。禍不單行，Hinton 的兒子也被查出得了惡性黑色素瘤，但隨后活檢結(jié)果顯示該病變是一個(gè)基底細(xì)胞癌，并沒(méi)有想象那么嚴(yán)重?！霸谶@方面我們還有很多要學(xué)?！盚inton 說(shuō)道?！氨M早盡快的診斷非常重要，為什么不讓機(jī)器幫我們一把呢?”

　　手藝出神入化的 Bordone

　　早春三月一個(gè)寒冷的早晨，筆者拜訪了位于曼哈頓第一大街 50 號(hào)的哥倫比亞大學(xué)皮膚診所。診所的主治醫(yī)師 Lindsey Bordone 當(dāng)天共有 49 個(gè)病人預(yù)約，才早上十點(diǎn)，他的候診室就已經(jīng)人滿為患。一位 60 歲左右留大胡子的男子坐在角落，用羊毛圍巾把脖子上的疹子擋了起來(lái)，而另一對(duì)心神不寧的夫婦則在看著自己手中的《時(shí)代周刊》。

　　Bordone 眼看病人快速涌來(lái)，在一個(gè)由熒光燈照明的里屋內(nèi)，一個(gè)護(hù)士坐在計(jì)算機(jī)前對(duì)病人的病情做了簡(jiǎn)單總結(jié)：“55歲，無(wú)既往病史，但其皮膚上卻有可疑點(diǎn)?！彪S后，Bordone 進(jìn)入化驗(yàn)室，她的金發(fā)甚至因?yàn)榕艿奶於h了起來(lái)。

　　隨后，Bordone 又看了一個(gè) 30 多歲的男病人，他臉上起了紅色的疹子。在檢查過(guò)程中，這個(gè)病人的皮膚甚至開(kāi)始從鼻子上掉了下來(lái)。Bordone 讓他躺在燈下并細(xì)細(xì)觀察他的皮膚，最后又拿起了手持皮膚鏡對(duì)病人進(jìn)行檢查。

　　“你頭發(fā)里有頭皮屑嗎?”Bordone 問(wèn)道。病人有點(diǎn)懵，他回答稱(chēng)“當(dāng)然有。”

　　“這是面部皮屑，”Bordone 告訴他?！澳阌龅降那闆r有些糟糕，但問(wèn)題是它現(xiàn)在為什么會(huì)出現(xiàn)并且情況變得越來(lái)越糟了呢?你在頭發(fā)上使用過(guò)什么新產(chǎn)品嗎?或者你家人會(huì)給你一些比較大的家庭壓力嗎?”

　　“壓力肯定有的。”病人說(shuō)道。最近他丟了工作，需要處理一些經(jīng)濟(jì)上的問(wèn)題。

　　“以后你著手寫(xiě)日記把?！盉ordone 建議道?！巴ㄟ^(guò)日記我們能找到你的病情是否與生活壓力有關(guān)?！备舯诜块g是一個(gè)年輕的律師助理，他的頭皮上起了一片發(fā)癢的疙瘩。Bordone 摸他的疙瘩時(shí)他趕緊避開(kāi)了?！爸皇侵缧云ぱ锥选！彼杆偻瓿闪诉@個(gè)檢查。

　　另一個(gè)房間的女病人則換上了病號(hào)服，她過(guò)去被醫(yī)生診斷為黑色素瘤，因此非常注意自我保護(hù)，以防惡化。Bordone 詳細(xì)的掃了一遍她的皮膚，每個(gè)可能的部位都看了看，整個(gè)過(guò)程花了 20 分鐘。結(jié)果相當(dāng)喜人，只有一些痣和角化病，并沒(méi)有黑色素瘤或者癌。

　　“看起來(lái)一起都很好?！彼吲d的說(shuō)道，女病人心里的擔(dān)子也終于落下了。

　　整個(gè)過(guò)程就像凱撒大帝的名言，只不過(guò)人物換成了 Bordone：她來(lái)、她看、她診斷。與 Hinton 這樣的“草原狼”不同，她更像是瘋狂的尋路者，試圖用接二連三趕來(lái)的病例來(lái)跟上時(shí)代的步伐。Bordone 在屋里寫(xiě)筆記時(shí)，筆者詢(xún)問(wèn)了她對(duì) Thrun 未來(lái)診斷愿景的想法：就像一張 iPhone 拍的照片通過(guò) email 發(fā)給外部網(wǎng)絡(luò)，召集了一群專(zhuān)家來(lái)評(píng)價(jià)。

　　像 Bordone 這樣的全職皮膚科醫(yī)生，一生中會(huì)看到約 20 萬(wàn)個(gè)病例。斯坦福的機(jī)器算法卻在 3 個(gè)月內(nèi)獲取了近 13 萬(wàn)的病例。與其相比，每位新晉的皮膚科醫(yī)師都需要從零開(kāi)始，但是 Thrun 的算法卻一直都處于獲取病例、成長(zhǎng)和學(xué)習(xí)的過(guò)程中。

　　Bordone 聳聳肩表示：“如果它能提高我診斷的準(zhǔn)確度，我很歡迎機(jī)器的到來(lái)。我的病人可以直接將患處的照片發(fā)給我，這樣我能幫到的病人就更多了?！?/p>

　　Bordone 的回復(fù)聽(tīng)起來(lái)合情合理，讓我想起了 Thrun 的所謂“增強(qiáng)”理論。不過(guò)，機(jī)器學(xué)得越來(lái)越多，人的知識(shí)量是不是會(huì)越來(lái)越少呢?這種擔(dān)心父母就有，孩子經(jīng)常用手機(jī)中的拼寫(xiě)檢查功能，是不是慢慢的忘記字母拼寫(xiě)呢?這種現(xiàn)象被稱(chēng)為“自動(dòng)化偏見(jiàn)”。當(dāng)汽車(chē)有了一定的自動(dòng)駕駛能力后，司機(jī)就容易開(kāi)小差，這樣的情況在醫(yī)療行業(yè)也會(huì)出現(xiàn)。

　　當(dāng)然，Bordone 可能是新時(shí)代的 John Henry(美國(guó)民間傳說(shuō)中的黑人英雄，對(duì)抗蒸汽機(jī))，但無(wú)法忽視的是，她的心確實(shí)在自己的工作上，檢查每塊皮膚時(shí)她都是那么認(rèn)真。如果機(jī)器來(lái)幫忙，Bordone 還能維持自己的優(yōu)良作風(fēng)嗎?

　　除了檢查認(rèn)真，Bordone 與病人間還有其他互動(dòng)模式。舉例來(lái)說(shuō)，病人離開(kāi)診室時(shí)心情看起來(lái)都不錯(cuò)，Bordone 認(rèn)真撫摸和檢查過(guò)他們的皮膚，且愿意與他們友好交談。因此即使話語(yǔ)中會(huì)出現(xiàn)類(lèi)似“痣”和“角化病”這樣的名詞，人們心中也會(huì)稍感欣慰。

　　除了豐富的人文關(guān)懷，Bordone 在診斷技術(shù)上也出神入化，她能在短時(shí)間內(nèi)認(rèn)出患者皮膚病的類(lèi)型。巴西研究人員認(rèn)為，當(dāng) Bordone 識(shí)別出某一模式時(shí)，你幾乎可以看到她大腦后下方的神經(jīng)元角錐狀物所迸發(fā)出的火花。不過(guò)送走病人并不意味著 Bordone 工作的結(jié)束，她還會(huì)花大量時(shí)間來(lái)研究病人出現(xiàn)病變的原因。是因?yàn)閴毫?還是洗發(fā)水有毒?難道是因?yàn)閷?duì)游泳池中的氯過(guò)敏?為什么在這個(gè)季節(jié)患上皮膚病?

　　筆者認(rèn)識(shí)到，原來(lái)臨床實(shí)踐中的最有力的因素，不是了解它或是知道如何去掌握案例的事實(shí)情況，或是識(shí)別出醫(yī)生們所構(gòu)建的模式，而是那存在于知識(shí)第三個(gè)領(lǐng)域中的“了解原因”。

　　機(jī)器是否會(huì)讓醫(yī)生丟掉初心?

　　對(duì)問(wèn)題的解釋可淺可深。舉例來(lái)說(shuō)，你手指上出了一個(gè)紅色的水泡可能是因?yàn)槟闩龅搅艘粔K熱鐵，也可能是因?yàn)闊齻ぐl(fā)了前列腺素和細(xì)胞因子的一個(gè)炎癥級(jí)聯(lián)反應(yīng)，但其中的調(diào)控過(guò)程依然讓人摸不著頭腦。因此，知道為什么、提問(wèn)為什么，是我們通向各種解釋的關(guān)鍵渠道，而解釋正逐漸成為掌控醫(yī)學(xué)進(jìn)步的核心。Hinton 還曾談到棒球運(yùn)動(dòng)員和物理學(xué)家，他認(rèn)為醫(yī)師、人工智能或普通人都能成為棒球運(yùn)動(dòng)員，但習(xí)得球技后恐怕大家都說(shuō)不出到底如何打好棒球。醫(yī)學(xué)研究者也能成為物理學(xué)家，就像棒球場(chǎng)上也能出理論家，但他們有知道“為什么”的渴望。這是一個(gè)方便的職責(zé)分工，但是否也意味著損失?

　　“深度學(xué)習(xí)系統(tǒng)可不會(huì)自我解釋。”Hinton 直截了當(dāng)?shù)恼f(shuō)道。既然是黑箱，就意味著原因無(wú)法調(diào)查。Hinton 表示：“深度學(xué)習(xí)系統(tǒng)越強(qiáng)大，就會(huì)變的越不透明。由于掌握了更多病因，診斷將變得越發(fā)準(zhǔn)確，但為什么這些特征會(huì)從數(shù)以百萬(wàn)計(jì)的其它特征中被提取出來(lái)，仍然是一個(gè)無(wú)法回答的問(wèn)題?！彼惴芙鉀Q一個(gè)病癥，但它卻無(wú)法創(chuàng)建病癥。

　　在筆者從事的腫瘤學(xué)領(lǐng)域，那些技術(shù)高超的大牛們通常也是喜愛(ài)鉆研之人。事實(shí)上，在過(guò)去幾十年間，有 夢(mèng)想的醫(yī)生曾經(jīng)努力想成為上面所提到的棒球運(yùn)動(dòng)員和物理學(xué)家：他們?cè)噲D用敏銳的診斷來(lái)理解疾病的病理生理學(xué)。為什么皮膚病變后的不對(duì)稱(chēng)邊緣意味著黑色素瘤的出現(xiàn)?為什么有些黑色素瘤會(huì)自然消退?為什么黑色素瘤的案例中會(huì)出現(xiàn)皮膚變白的情況?有趣的是，醫(yī)生們?cè)谂R床上觀察到的情況，最終都與如今臨床使用的特效免疫藥的發(fā)明息息相關(guān)。這就意味著，臨床是許多疾病治療藥物的起點(diǎn)。如果越來(lái)越多的臨床實(shí)踐被黑箱所取代，我們是否會(huì)逐漸退化，變成只把能做的做得更好的人，但對(duì)于重新審視我們所應(yīng)該做的事情或跳出黑箱進(jìn)行思考時(shí)卻變得無(wú)能為力?

　　關(guān)于人類(lèi)自動(dòng)化的未來(lái)，筆者還與哥倫比亞大學(xué)皮膚病專(zhuān)家 David Bickers 進(jìn)行過(guò)深入的交談。Bickers 表示：“相信我，我已經(jīng)試著理解了 Thrun 論文的相關(guān)知識(shí)。雖然不理解其背后的數(shù)學(xué)思維，但他提到的算法確實(shí)能改變皮膚病學(xué)的實(shí)踐。皮膚病專(zhuān)家會(huì)因此失業(yè)嗎?我看難，不過(guò)我認(rèn)為學(xué)界應(yīng)該多思考怎樣將這種技術(shù)引入醫(yī)療實(shí)踐。我們?cè)撛趺礊檫@樣的協(xié)助付費(fèi)?如果機(jī)器診斷錯(cuò)誤，誰(shuí)該負(fù)這個(gè)法律責(zé)任呢?如果依靠這樣的算法，是否會(huì)削弱我們的實(shí)踐，或者作為診斷專(zhuān)家的自身形象?最終，我們訓(xùn)練的是否會(huì)成為技術(shù)人員而不再是醫(yī)生?”

　　談了一段時(shí)間后，Bickers 看了看時(shí)間，稱(chēng)病人在等他，所以要先走了。“我這一輩子只從事了診斷學(xué)家和科學(xué)家兩個(gè)職業(yè)。我了解病人對(duì)我的依賴(lài)，我也知道醫(yī)學(xué)知識(shí)來(lái)源于診斷?！盉ickers 說(shuō)道。

　　英語(yǔ)中“診斷”一詞，其實(shí)是來(lái)源于希臘語(yǔ)中的“知道如何區(qū)分”，機(jī)器學(xué)習(xí)算法在疾病的區(qū)分上確實(shí)會(huì)越來(lái)越強(qiáng)，從全局來(lái)看它也會(huì)超越那些專(zhuān)注于解決任務(wù)的單一算法。在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中，也許只有獲得整體理解的能力，才能拿到終極回報(bào)。