人工智能、大數(shù)據(jù)等現(xiàn)代信息技術(shù)給社會生產(chǎn)生活帶來了便利。與此同時，這些技術(shù)也有力地促進了中醫(yī)藥的現(xiàn)代化發(fā)展。

近年來，中國工程院院士、國醫(yī)大師張伯禮帶領(lǐng)團隊遵循中醫(yī)藥自身發(fā)展規(guī)律，充分利用現(xiàn)代科學成果和技術(shù)方法，鞏固和發(fā)揚中醫(yī)藥特色優(yōu)勢，促進中醫(yī)藥現(xiàn)代化、產(chǎn)業(yè)化并走向世界，推動中醫(yī)藥高質(zhì)量發(fā)展。

近日，張伯禮在接受科技日報記者獨家專訪時表示，要始終堅持走中醫(yī)藥理論精髓和現(xiàn)代技術(shù)深度融合的中醫(yī)藥守正創(chuàng)新和傳承發(fā)展之路，這也是中醫(yī)藥應(yīng)走的現(xiàn)代化之路。

先進科學技術(shù)為我所用

記者：您在前不久召開的數(shù)智賦能大健康產(chǎn)業(yè)新質(zhì)生產(chǎn)力暨第四屆中醫(yī)藥國際發(fā)展大會上表示，中醫(yī)藥現(xiàn)代化是時代使命，中醫(yī)藥與人工智能的結(jié)合是必然的發(fā)展趨勢。您認為，以人工智能為主的現(xiàn)代信息技術(shù)在中醫(yī)藥現(xiàn)代化發(fā)展中扮演著什么樣的角色？

張伯禮：中醫(yī)藥傳承創(chuàng)新發(fā)展，離不開數(shù)字化賦能?，F(xiàn)代科技是中醫(yī)藥發(fā)展的“翅膀”，“翅膀”越硬，就飛得越高越遠。當前中醫(yī)藥發(fā)展具有高科技、高效能、高質(zhì)量的特征，符合新發(fā)展理念，也將成為重要的先進生產(chǎn)力。

近年來，人工智能、區(qū)塊鏈大數(shù)據(jù)等現(xiàn)代信息科學技術(shù)迅猛發(fā)展，有力地促進了中醫(yī)藥現(xiàn)代化。人工智能也為中醫(yī)藥帶來了新的發(fā)展機遇。我總說，要將當前先進的科學技術(shù)為我所用。在先進科學技術(shù)的幫助下，中醫(yī)藥領(lǐng)域現(xiàn)代化的成果會源源不斷出現(xiàn)。大模型、云計算等技術(shù)將促進中醫(yī)藥在疾病防治、健康管理、藥物研發(fā)等方面取得更大的成果，為人類健康事業(yè)作出更突出的貢獻。

記者：您可否舉例介紹，在推進中醫(yī)藥現(xiàn)代化的過程中，您帶領(lǐng)團隊都做了哪些具體工作？

張伯禮：自20世紀90年代起，我先后承擔了3個973計劃項目，其中的一項重要研究就是把中藥從傳統(tǒng)的樹根、草皮變成可量化的、功效物質(zhì)清楚的組分中藥。

近年來，現(xiàn)代中藥創(chuàng)制全國重點實驗室和國家超級計算天津中心、中國科學院自動化研究所等單位緊密合作，產(chǎn)出了一系列成果。比如，在2020年新冠疫情暴發(fā)初期，我們團隊用一個星期時間，收集了來自20余家醫(yī)院1000余個患者的信息，并依托天津超算中心對這些信息進行數(shù)據(jù)處理和運算。在進行數(shù)據(jù)歸類和專家研討后，我們判斷此次疫情為“濕毒疫”。中醫(yī)講究辨證論治，明確了證候，治療方法也就明確了。基于此我們制定的治療方案，被寫進國家版診療指南中。

在經(jīng)典名方、抗疫經(jīng)驗及大數(shù)據(jù)、人工智能技術(shù)的支持下，我們篩選出60余種可能對新冠有效的中成藥，進而研制出具有確切療效的宣肺敗毒顆粒，其入選“三藥三方”；還研制出對新冠后遺癥有治療作用的“清金益氣顆?！敝苿?，其廣泛應(yīng)用取得非常好的效益。

智能科技成果推動中醫(yī)藥現(xiàn)代化

記者：近期有不少與中醫(yī)藥行業(yè)深度融合的智能科技成果發(fā)布。這些成果是如何深度融合中醫(yī)藥理論的精髓和現(xiàn)代信息技術(shù)的？

張伯禮：現(xiàn)在很多先進設(shè)備可以實現(xiàn)智能化診斷和個性化治療。通過對大量中醫(yī)病案數(shù)據(jù)的學習運算，這些設(shè)備可以輔助中醫(yī)師對患者進行病證診斷，提高診斷準確性。中醫(yī)師結(jié)合中醫(yī)智能穿戴設(shè)備，可為患者提供全方位的健康管理服務(wù)，包括飲食建議、運動指導等。大模型也可以幫助研究人員更好地理解中藥多靶點復雜網(wǎng)絡(luò)作用機制，助力新藥研發(fā)。

記者：這些智能科技成果對推動中醫(yī)藥現(xiàn)代化有何意義？

張伯禮：舉例來說，“數(shù)智本草”大模型，是基于華為澎湃算力與向量庫等先進工具，由天士力與華為云在華為盤古大語言模型和盤古藥物分子大模型的基礎(chǔ)上，聯(lián)合開發(fā)的中醫(yī)藥語言大模型和計算大模型。它擁有380億個參數(shù)，基于中醫(yī)藥海量文本數(shù)據(jù)預訓練，結(jié)合向量庫檢索強化，以及中藥研發(fā)多場景的微調(diào)，能夠更好地幫助研究者完成中醫(yī)藥理論證據(jù)的挖掘和總結(jié)。

此外，“天河靈樞”大模型是面向中醫(yī)針灸領(lǐng)域的專業(yè)大模型。它創(chuàng)新性地對人體全部穴位進行了專業(yè)的三維建模，成功構(gòu)建了栩栩如生的三維針灸數(shù)字人。這一大模型將加強對中醫(yī)循證證據(jù)數(shù)據(jù)的挖掘和應(yīng)用，為中醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新和發(fā)展提供新動力。

記者：數(shù)智技術(shù)為中醫(yī)藥現(xiàn)代化的發(fā)展帶來哪些轉(zhuǎn)變？

張伯禮：采用人工智能技術(shù)及先進制造技術(shù)，推動信息化和工業(yè)化的深度結(jié)合，能夠為制藥企業(yè)帶來從研發(fā)、生產(chǎn)到流通鏈條的質(zhì)量提升，起到節(jié)能降耗、提質(zhì)增效作用，服務(wù)中藥產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

以“數(shù)智中藥”研發(fā)新范式為例?，F(xiàn)代中藥創(chuàng)制全國重點實驗室常務(wù)副主任、天士力醫(yī)藥集團董事長閆凱境博士曾指出，該研發(fā)新范式以人工智能等顛覆性科學技術(shù)為突破，創(chuàng)新性配置包含中醫(yī)藥海量數(shù)據(jù)的新型生產(chǎn)要素，結(jié)合云計算、大模型等新型技術(shù)手段，通過中藥產(chǎn)品的組方配伍數(shù)智化、物質(zhì)基礎(chǔ)數(shù)智化、量時毒效數(shù)智化、生產(chǎn)質(zhì)控數(shù)智化、臨床應(yīng)用數(shù)智化、消費認知數(shù)智化，引領(lǐng)現(xiàn)代中藥達到用藥精準、生產(chǎn)精智、療效精確的新高度。通過建設(shè)中醫(yī)藥“數(shù)智本草”大模型的智能一體化平臺，打造“數(shù)智中藥”資源、研發(fā)、制造、供應(yīng)、臨床應(yīng)用、消費者認知新范式，可實現(xiàn)中藥產(chǎn)業(yè)全鏈條飛躍性轉(zhuǎn)型升級。

中醫(yī)藥擁抱數(shù)智還需多方面發(fā)力

記者：總體來看，目前我國中醫(yī)藥應(yīng)用現(xiàn)代信息技術(shù)的情況如何？

張伯禮：在人工智能和大數(shù)據(jù)時代，中醫(yī)藥與這些先進技術(shù)實現(xiàn)了相互融合。比如，現(xiàn)代中藥創(chuàng)制全國重點實驗室研制的“海河一號”“海河二號”，實現(xiàn)了中藥有效組分高效快速篩選制備。天津中醫(yī)藥大學循證醫(yī)學中心建立的中醫(yī)藥循證研究證據(jù)庫系統(tǒng)（EVDS），可基于已發(fā)表的研究成果自動進行評價和分析，并可結(jié)合專家經(jīng)驗形成證據(jù)報告。此外，中醫(yī)遠程會診系統(tǒng)等也得到普遍應(yīng)用，大大方便了異地就診等。

但還有一些方面仍處于起步階段。例如數(shù)字制藥和智慧制藥。此外，把人工智能技術(shù)和中藥制造結(jié)合起來，也是當前的一項重要任務(wù)。我們相信，以中醫(yī)藥為代表的一系列傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)即將迎來蛻變。

記者：現(xiàn)代科技賦能中醫(yī)藥面臨哪些問題和挑戰(zhàn)？

張伯禮：例如在制藥方面，我國絕大部分中藥企業(yè)已實現(xiàn)機械化制藥，但制藥總體自動化水平不高，精益管理水平和理念也有待提高，數(shù)字化的制藥生產(chǎn)線尚未完全覆蓋。

此外，中醫(yī)藥的基礎(chǔ)研究相對薄弱，尤其是在中藥的作用機理、物質(zhì)基礎(chǔ)、應(yīng)用理論等方面的研究不夠深入。這限制了對中藥有效成分的精確識別和對作用機制的科學闡釋，阻礙了中醫(yī)藥的現(xiàn)代化進程。

雖然包括信息技術(shù)、生物技術(shù)等在內(nèi)的現(xiàn)代科技為中醫(yī)藥發(fā)展提供了新的工具和平臺，但如何有效地將這些現(xiàn)代科技與傳統(tǒng)中醫(yī)藥理論和實踐相結(jié)合，仍是一個挑戰(zhàn)。

記者：您認為針對這些問題和挑戰(zhàn)有哪些解決辦法？

張伯禮：我認為可以出臺藥品優(yōu)質(zhì)優(yōu)價等相關(guān)政策，引導企業(yè)在生產(chǎn)設(shè)計、制造過程管控和產(chǎn)品流通等各環(huán)節(jié)應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)，提高精益管理和質(zhì)量控制水平?？梢怨膭钣袟l件的企業(yè)建設(shè)智能工廠，推動中藥工業(yè)向高端邁進?？赏ㄟ^設(shè)立科技專項，支持智能制藥關(guān)鍵技術(shù)與裝備研發(fā)，加速提升中藥制藥裝備的研究水平，促進中藥制藥裝備實現(xiàn)自主化、現(xiàn)代化。

另外，中醫(yī)藥科研要在中醫(yī)原創(chuàng)思維指導下，多學科交叉融合，協(xié)同創(chuàng)新，開辟新賽道、培育新動能。

熱點聚焦

中醫(yī)藥與大健康理念的結(jié)合，是當前健康產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個重要趨勢。我國大健康產(chǎn)業(yè)已經(jīng)達到十萬億元的規(guī)模，可以說已經(jīng)成為支柱產(chǎn)業(yè)。數(shù)字化、智能化技術(shù)不僅在中醫(yī)藥領(lǐng)域，在公共衛(wèi)生、醫(yī)療服務(wù)、康復養(yǎng)老、健康食品等領(lǐng)域也展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。甚至酒、茶等產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，也都在積極擁抱數(shù)字化技術(shù)，依托數(shù)智化轉(zhuǎn)型升級實現(xiàn)了降本增效?？梢哉f，在數(shù)智技術(shù)與創(chuàng)新實踐的驅(qū)動下，大健康產(chǎn)業(yè)正加快培育新質(zhì)生產(chǎn)力，努力實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展。——張伯禮（來源：科技日報? 記者 陳 曦）

【點評】人工智能自誕生之日起，就與醫(yī)學密不可分。以神經(jīng)生理和神經(jīng)解剖學研究成果為基礎(chǔ)，“實現(xiàn)人類水平的智能”，可說是人工智能領(lǐng)域研究者最初的夢想?，F(xiàn)實中，醫(yī)學研究的不斷深入，為人工智能發(fā)展開啟了新的維度；人工智能的技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用拓展，也對醫(yī)療行業(yè)產(chǎn)生著深刻影響。

如今，AI技術(shù)已經(jīng)深入臨床輔助診斷、醫(yī)學影像、腦科學乃至中醫(yī)學等醫(yī)學領(lǐng)域的各個方面。以醫(yī)學影像為例，目前人工智能已經(jīng)成功應(yīng)用于肺部疾病、乳腺疾病、神經(jīng)系統(tǒng)疾病、心血管系統(tǒng)疾病等方面。借助植根于大數(shù)據(jù)的人工智能算法，醫(yī)生能夠顯著提升疾病篩查和診斷的效率，為科學制定治療方案提供可靠的輔助。

此外，在新藥研發(fā)過程中，利用深度學習，也可大大縮短研發(fā)周期、控制研發(fā)成本，更好造?；颊?。在一些大醫(yī)院，新型醫(yī)療機器人常駐病房，對病情監(jiān)測、病患護理等發(fā)揮了獨特作用?？梢哉f，人工智能的快速發(fā)展，極大提高了醫(yī)療生產(chǎn)力。

大數(shù)據(jù)、人工智能在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用，還促進了醫(yī)療服務(wù)模式、健康管理理念的改變。如今，人們無需常往醫(yī)院跑，就能對自身進行日常健康管理。通過智能可穿戴設(shè)備、家庭智能健康檢測監(jiān)測設(shè)備，能夠?qū)崟r動態(tài)監(jiān)測健康數(shù)據(jù)，精準把握個人健康情況。尤其在血糖管理、血壓管理、用藥提醒、健康要素監(jiān)測等方面，人工智能可以提供常態(tài)化、精細化的指導，為特定群體提供全方位、全周期的健康服務(wù)。這些，不僅有利于加強疾病預防、提高慢病管理效率，也能提升公眾的健康觀念，從根本上節(jié)省全社會的醫(yī)療成本。

人工智能的蓬勃發(fā)展，推動了醫(yī)學基礎(chǔ)研究的進步，為精準醫(yī)療開拓了廣闊空間，增強了人類戰(zhàn)勝各種疾病的信心。但同時也應(yīng)認識到，盡管人們正在步入一個大數(shù)據(jù)時代，但疾病的發(fā)生并不是一個概率過程，而是存在著特定的病因。對于醫(yī)生而言，如果一味相信新技術(shù)和普遍化方案，就可能被大數(shù)據(jù)所誤導，忽略了具體患者的特定情況。這也啟示我們，醫(yī)學在認知和應(yīng)用上是難以截然分開的。

從某種意義上說，治療應(yīng)當成為針對具體患者的一門藝術(shù)。人工智能應(yīng)用于醫(yī)療領(lǐng)域，日漸吸引著更多產(chǎn)業(yè)投資。在新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的背景下，只有立足于臨床防治，充分運用各方面的有利條件，積極發(fā)展因人而異的個性療法，才能讓精準醫(yī)療造福更多的人。（李浩燃）

【1】Com Biol Med：人工智能幫助治療糖尿病引發(fā)的眼疾

doi：10.1016/j.compbiomed.2018.10.031

根據(jù)最近的一項研究，研究人員已經(jīng)使用人工智能診斷早期階段的糖尿病引發(fā)的失明癥狀。

糖尿病視網(wǎng)膜病變是成人視力喪失的主要原因，其影響正在全球范圍內(nèi)擴大，到2030年將有1.91億人受到影響。在疾病早期，雖然沒有明顯癥狀，但疾病可能已經(jīng)發(fā)展。早期診斷和治療可以對患者保持多少視力產(chǎn)生顯著影響。

研究人員開發(fā)了一種圖像處理算法，可以自動檢測疾病的一個關(guān)鍵癥狀，即視網(wǎng)膜上的液體，準確率為98％。該研究的首席研究員，墨爾本皇家理工大學Dinesh Kant Kumar教授表示，這種方法是即時且具有成本效益的。

【2】PLoS ONE：科學家有望利用人工智能技術(shù)更好地管理癌癥患者

doi：10.1371/journal.pone.0208808

近日，一項刊登在國際雜志PLOS ONE上的研究報告中，來自薩里大學等機構(gòu)的科學家們通過研究開發(fā)出了一種新型的人工智能系統(tǒng)（AI），其有望預測癌癥患者在整個治療過程中的疾病癥狀和嚴重程度。

文章中，研究人員詳細描述了他們開發(fā)的兩種機器學習模型如何準確預測癌癥患者所面臨的三種疾病癥狀的嚴重性，這三種癥狀包括抑郁、焦慮和睡眠障礙，這些癥狀均與癌癥患者生活質(zhì)量的明顯下降直接相關(guān)。研究者分析了癌癥患者在接受計算機斷層掃描x射線治療過程中所經(jīng)歷的癥狀和相關(guān)數(shù)據(jù)，隨后在不同的時間段來檢測是否機器學習算法能準確預測患者的疾病癥狀表現(xiàn)。

【3】Cancer Res：開發(fā)出可高效識別不同類型癌細胞的人工智能系統(tǒng)

doi：10.1158/0008-5472.CAN-18-0653

在癌癥患者中，癌細胞的類型在不同患者之間存在很大差異，甚至在同一種疾病中也是如此；識別癌癥患者機體中存在的特殊細胞類型對于選擇最佳的療法來有效治療患者至關(guān)重要，但能夠完成這項任務(wù)的方法卻是非常費時的，而且常常會因人為錯誤和人類視野的局限性而被阻礙。

近日，一項刊登在國際雜志Cancer Research上的研究報告中，來自日本大阪大學的科學家們通過研究揭示了如何通過一種基于人工智能的系統(tǒng)來克服上述問題，研究者指出，這種基于人工智能的系統(tǒng)能通過掃描顯微圖像并獲得比人類判斷更高的準確率，來有效識別不同類型的癌細胞，這種方法或能給腫瘤學領(lǐng)域的研究帶來革命性的突破。

【4】Bioinformatics：新型人工智能系統(tǒng)有望加速科學家們在癌癥領(lǐng)域的研究

doi：10.1093/bioinformatics/bty845

近日，一項刊登在國際雜志Bioinformatics上的研究報告中，來自劍橋大學的科學家們通過研究開發(fā)了一種名為“LION LBD”的新型AI系統(tǒng)(人工智能系統(tǒng))，其能幫助幫助研究人員進行癌癥相關(guān)的研究。

目前癌癥研究在全球范圍內(nèi)吸引了大量的資金，而且相關(guān)研究報告的數(shù)量也非常龐大，因此研究人員正在奮力進行癌癥領(lǐng)域相關(guān)的研究，而他們常常會發(fā)現(xiàn)，很多批判性假設(shè)的證據(jù)往往是在文章發(fā)表之后才會被發(fā)現(xiàn)。

癌癥是一種非常復雜的疾病，其在全球是誘發(fā)人群死亡的第二大原因，目前研究人員并沒有完全對癌癥進行深入剖析；癌癥的發(fā)生包括多種化學和生物化學分子、反應(yīng)以及多種通路的改變，研究人員在多個廣泛的學科中進行癌癥研究，而其在描述相似概念的方式上也各不相同。

【5】Science：利用人工智能預測RNA病毒的動物宿主和傳播媒介

doi：10.1126/science.aap9072

諸如埃博拉病毒和寨卡病毒之類的許多致命性的和新出現(xiàn)的病毒傳播給人類并導致嚴重疾病之前早就在野生動物和昆蟲群落中傳播。從基因組序列中尋找不同病毒的動物和昆蟲宿主可能需要多年的密集的實地研究和實驗室工作。由此引起的延遲意味著難以實施預防措施，比如給疾病的動物來源接種疫苗，或者阻止物種之間的危險接觸。因此，在當前，及時地找到這些天然病毒宿主—這可能有助于阻止向人類傳播—對科學家們構(gòu)成了巨大的挑戰(zhàn)。

如今，在一項新的研究中，來自蘇格蘭格拉斯哥大學等研究機構(gòu)的研究人員設(shè)計出一種新的機器學習算法，它利用病毒基因組序列預測一系列RNA病毒的可能的自然宿主，其中RNA病毒是最常見的從病毒跳躍到人類中的病毒群體。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在2018年11月2日的Science期刊上。

【6】Adv Therap：人工智能助力轉(zhuǎn)移性前列腺癌治療，療效顯著

doi：10.1002/adtp.201800104

聯(lián)合化療是癌癥治療之路上的一塊里程碑，但是優(yōu)化其療效需要對藥物的協(xié)同作用進行劑量和時間相關(guān)的調(diào)整，傳統(tǒng)的基于實驗的調(diào)整方法耗時又耗力，效率極低，阻礙了最佳聯(lián)合療法的發(fā)展。

為此，研究人員近日開發(fā)出了一種基于人工智能（AI）的平臺——CURATE AI來完善并加速這個過程。在他們的研究中，研究人員使用了溴結(jié)構(gòu)域抑制劑ZEN-3694和雄激素受體拮抗劑恩雜魯胺（enzalutamide）這兩個藥物作為模式藥物，利用這種新的AI平臺對聯(lián)合它們治療一名轉(zhuǎn)移性去勢抵抗性前列腺癌病人的用藥方針進行了指導，目的在于降低病人血清中的前列腺特異性抗原（PSA）。

【7】Lancet Oncol：人工智能幫助預測癌癥患者接受免疫治療的效果

doi：10.1016/S1470-2045(18)30413-3

發(fā)表在《Lancet Oncology》上的一項研究首次證實，人工智能可以處理醫(yī)學圖像以提取生物學和臨床信息。通過設(shè)計算法并將其開發(fā)用于分析CT掃描圖像作者等人創(chuàng)建了一個所謂的放射學特征。該特征定義了腫瘤的淋巴細胞浸潤水平，并提供了患者免疫治療功效的預測評分。

將來，醫(yī)生可能因此能夠使用成像來識別位于身體任何部位的腫瘤中的生物現(xiàn)象，而無需進行活組織檢查。到目前為止，沒有標記可以準確地識別那些對PD-1 / PD-L1免疫治療有反應(yīng)的患者，在這種情況下，只有15％至30％的患者對此類治療有反應(yīng)。眾所周知，腫瘤環(huán)境中免疫細胞更豐富（淋巴細胞的存在），免疫療法有效的可能性越大，因此研究人員試圖通過成像來表征這種環(huán)境并將其與患者的臨床反應(yīng)相關(guān)聯(lián)。

【8】Nat Commun：人工智能助攻前列腺癌診斷和治療

doi：10.1038/s41467-018-04724-5

來自瑞典的科學家們的最新研究成果表明數(shù)據(jù)驅(qū)使的AI可以幫助我們更深入了解前列腺癌如何發(fā)展，最終可以幫助提高這種疾病的臨床診斷和治療結(jié)果。每種癌癥都是獨特的，它的特點隨著時間變化而變化，這種所謂的腫瘤異質(zhì)性是由于腫瘤內(nèi)細胞的競爭性克隆以及可能增加轉(zhuǎn)移概率的獲得性基因突變。

來自瑞典生命科學實驗室的研究人員開發(fā)了一種數(shù)據(jù)訓練的AI方法可以幫助我們更好地了解前列腺癌及其周圍微環(huán)境異質(zhì)性相關(guān)的主要事件。這個來自瑞典皇家理工學院（KTH）和卡羅林斯卡研究所的研究團隊在KTH分子生物學教授Joakim Lundeberg的領(lǐng)導下獲得了來自6750個腫瘤組織樣品的空間轉(zhuǎn)錄組學（一種定量分析基因的組織學方法，由KTH和卡羅林斯卡研究所的研究人員共同開發(fā)）分析數(shù)據(jù)。

【9】Cell：利用人工智能繪制衰老大腦的基因表達圖譜

doi：10.1016/j.cell.2018.05.057

在一項新的研究中，來自比利時魯汶大學（VIB-KU Leuven）Stein Aerts教授及其團隊首次在果蠅衰老過程中繪制出每個腦細胞的基因表達圖譜。由此產(chǎn)生的“細胞圖譜”為大腦在衰老過程中的運作提供了前所未有的見解。這種細胞圖譜被認為是開發(fā)有助于更好地理解人類疾病發(fā)展的技術(shù)而邁出重要的第一步。相關(guān)研究結(jié)果于2018年6月14日在線發(fā)表在Cell期刊上。

果蠅的大腦由大約10萬個細胞組成，盡管它比人腦小得多，但它包含數(shù)百種不同類型的神經(jīng)元和其他形成復雜網(wǎng)絡(luò)的細胞，非常像人類大腦。研究者解釋道，“為了真正理解大腦的運作，即使對像果蠅一樣小的有機體，我們也需要放大觀察每個細胞。所有的器官和組織都由許多不同的細胞組成，這些細胞彼此之間進行溝通來執(zhí)行它們的特定功能。盡管它們具有相同的DNA，但它們都表達一組不同的基因，因此為了理解真正發(fā)生了什么，我們需要知道哪些細胞在做什么和什么時候做?！?/p>

【10】Science：開發(fā)出人工智能驅(qū)動的鬼影細胞測定儀，不用產(chǎn)生圖像就可高通量識別和分選細胞

doi：10.1126/science.aan0096

在一項新的研究中，日本研究人員發(fā)明了一種新的細胞識別和分選系統(tǒng)，并稱之為鬼影細胞測定儀（Ghost Cytometry）。這種系統(tǒng)將一種新的成像技術(shù)與人工智能（AI）結(jié)合在一起以史無前例地高通量速度識別和分選細胞。他們希望他們的方法將用于識別和分選在患者血液中的循環(huán)癌細胞、能夠加速藥物發(fā)現(xiàn)和改進基于細胞的醫(yī)學療法的療效。

在這項研究中，這些研究人員證實鬼影細胞測定儀能夠分選至少兩種不同類型的具有相似大小和結(jié)構(gòu)的細胞，而且很少發(fā)生分選錯誤。鬼影細胞測定儀能夠以每秒1萬多個細胞的速度識別細胞，并且以每秒數(shù)千個細胞的速度對細胞進行分類?，F(xiàn)存的細胞分選機器不能夠區(qū)分具有相類似形狀的細胞類型。人類專家借助顯微鏡通常以每秒少于10個細胞的速度識別和分選細胞，而且有時還具有較差的準確度。

由盆塘首爾大醫(yī)院腎臟內(nèi)科金世中、陳浩俊(音)教授領(lǐng)銜的團隊，2014年6月與醫(yī)院醫(yī)療情報小組一起，開發(fā)了“急性腎臟損傷監(jiān)控人工智能系統(tǒng)”。21日，對兩名教授領(lǐng)導的團隊在引進該系統(tǒng)前治療的1884名和引進后治療的1309名急性腎臟損傷患者的主要指標進行了分析，發(fā)現(xiàn)引進系統(tǒng)后接受快速治療的患者是之前的6.13倍，而且急性腎臟損傷康復的可能性也提高了70%。相反，出現(xiàn)相當程度的急性腎臟損傷而需要透析、引發(fā)重癥急性腎臟損傷的危險，在引進該系統(tǒng)后減少了25%。

這一人工智能系統(tǒng)對患者最近6個月的血檢數(shù)據(jù)進行分析后，能在早期發(fā)現(xiàn)急性腎臟，把腎臟損傷的程度分為3個階段，及時告知主治醫(yī)生。急性腎臟損傷作為腎臟細胞受損導致腎臟功能減弱的疾病，如果不盡早發(fā)現(xiàn)，就必須進行透析，否則會面臨死亡。重癥室里急性腎臟損傷患者的死亡率高達50%。

金世中表示，目前只是在初期階段診斷后實時告知結(jié)果的水平，今后將繼續(xù)開發(fā)人工智能，使之能夠提前預測入院患者的腎臟損傷情況，自動把訂制型治療方案告訴主治醫(yī)先。