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細胞編程、人工智能、智能算法

本報記者 劉 霞

人工智能已被用于抗擊癌癥

    癌癥可謂是懸在每個人頭上的“達摩克里斯”之劍，如何治愈癌癥是目前科學(xué)領(lǐng)域最重要的議題之一，也引發(fā)了很多科學(xué)家的關(guān)注，從來都是時代“弄潮兒”的技術(shù)巨頭們當(dāng)然也不例外。
    盡管微軟、谷歌、IBM等公司因為軟件、計算機或手機等聲名大噪，但現(xiàn)在，他們開始投入到了抗癌這場沒有硝煙的戰(zhàn)爭中，各出奇招，希望能盡快治愈癌癥。微軟公司甚至表示，其研發(fā)的最新方法或能在10年內(nèi)鏟除癌癥。
    微軟：以細胞編程抗擊癌癥
    微軟研究實驗室位于英國劍橋大學(xué)，該實驗室吸納了多位全球最好的生物學(xué)家、程序員以及工程師，這150名專業(yè)人士正在進行多個項目，作為“生物計算”單元的一部分，他們的終極目標(biāo)就是對付癌癥。
    據(jù)英國《每日郵報》近日報道，該實驗室的科學(xué)家將癌癥看成是計算機系統(tǒng)中的大漏洞,他們希望10年內(nèi)將細胞制成活體計算機，通過對這些細胞編程以及重新編程，從而治療包括癌癥在內(nèi)的疾病。
    該實驗室負責(zé)人克里斯·畢夏普接受《快捷公司（Fast Company）》雜志采訪時說：“生物和計算領(lǐng)域看起來風(fēng)牛馬不相及；但其實，發(fā)生在細胞內(nèi)的復(fù)雜過程與發(fā)生在計算機系統(tǒng)內(nèi)的過程非常類似?！?br />     微軟負責(zé)研究實驗室的全球資深副總裁周以真（音譯）解釋稱，微軟解決癌癥，基于兩個基本方法：其一，癌癥和其他生物過程都是信息處理系統(tǒng)，劍橋大學(xué)的實驗室目前正基于這一想法進行研究；其二，研究人員能將機器學(xué)習(xí)等技術(shù)應(yīng)用到生物數(shù)據(jù)上。因此，“生物學(xué)家和計算機科學(xué)家之間的通力協(xié)作至關(guān)重要”。
    2012年，美國斯坦福大學(xué)研究人員首次制作出一種有機物完整的計算機模型，該“生殖支原體（Mycoplasma genitalium）”細菌模型基于900篇科學(xué)論文提煉的數(shù)據(jù)，其表現(xiàn)與真實細菌幾乎一模一樣。從此，計算生物學(xué)領(lǐng)域開始發(fā)展。
    “模擬”生命使科學(xué)家能進行更復(fù)雜的實驗。目前，微軟的編程團隊已經(jīng)研發(fā)出軟件，能模擬一個細胞的健康行為。接下來，科學(xué)家們將著手編寫代碼，如此一來，健康細胞能與患病細胞進行比較，從而獲悉問題出在何處以及如何解決。
    從短期來說，微軟科學(xué)家研制出的計算模型能輔助制藥公司研發(fā)新藥。該研究團隊負責(zé)人安德魯·菲利普稱：“從長期來說，5到10年內(nèi)提出一個能探測疾病的智能分子系統(tǒng)，從技術(shù)上來說是可行的?！?br />     微軟高級研究人員、劍橋大學(xué)副教授詹思敏·費什接受《每日電訊報》采訪時表示：“如果我們能控制和管理癌癥，那么，它很可能變得和慢性病類似，這樣問題就解決了。我認為，未來10年內(nèi)，我們將能徹底根除癌癥?！?br />     IBM：利用人工智能對付癌癥
    與微軟將癌細胞看成是計算機系統(tǒng)內(nèi)的漏洞不同，IBM公司對抗癌癥的法寶是其“沃森”人工智能系統(tǒng)。
    據(jù)《日本經(jīng)濟新聞》近日報道，IBM和東京大學(xué)醫(yī)學(xué)科學(xué)研究所將攜手開發(fā)利用“沃森”治療癌癥的方法。IBM將把日本國內(nèi)外論文和藥物的效能等最新數(shù)據(jù)輸入“沃森”；研究所的科學(xué)家將輸入從日本癌癥患者的血液和組織中提取的基因數(shù)據(jù)等?！拔稚睂⒏鶕?jù)數(shù)據(jù)庫，最短10分鐘左右，就能提出副作用少、療效更好的藥物等適合患者的治療方案。
    據(jù)悉，他們正是利用此方法，判斷出一名60歲女性患有罕見的白血病，并向研究人員提出了治療方案，為這名女性的康復(fù)做出了重要貢獻。
    其實，“沃森”早已進軍癌癥治療領(lǐng)域。去年5月份，IBM宣布，來自美國和加拿大的14家腫瘤中心將部署“沃森”計算機系統(tǒng)，根據(jù)患者的腫瘤基因選擇適當(dāng)?shù)闹委煼桨浮?br />     據(jù)麻省理工學(xué)院（MIT）《技術(shù)評論》雜志報道，“沃森”目前已學(xué)習(xí)了60萬份醫(yī)療證據(jù)報告和150個病人的病例及臨床試驗報告，可幫助醫(yī)生為病人設(shè)計出更精準(zhǔn)的癌癥治療方案。
    谷歌：利用智能算法精準(zhǔn)抗癌
    谷歌則另辟蹊徑，研制算法來對付癌癥。
    MIT《技術(shù)評論》雜志報道稱，谷歌機器學(xué)習(xí)分部“深度思維（DeepMind）”公司計劃利用人工智能算法，將復(fù)雜的癌癥放療方案流程化，希望能縮短治療時間，從而大大減輕醫(yī)生負擔(dān)和病人痛苦。
    “深度思維”公司將與倫敦大學(xué)學(xué)院醫(yī)院合作，分析700名曾患頭頸癌的病人的掃描圖像，創(chuàng)建一種算法，學(xué)習(xí)醫(yī)生在放療過程中是如何決策的，最終實現(xiàn)自動“分割”掃描，為醫(yī)生減輕負擔(dān)。“分割”是指醫(yī)生給癌癥患者做放療時，需要人工繪出放療區(qū)域，找準(zhǔn)射線掃描部位殺死腫瘤細胞，盡量減少對周圍健康組織傷害的過程。
    不過，該公司解釋，最終是否減少放療程序仍由臨床醫(yī)生決定，但他們希望能將“分割”過程從4小時縮減到1小時左右。此外，這種算法還能用于其他癌癥的治療。
    盡管上述公司方法各異，但殊途同歸，最終目標(biāo)都是為了拔除人類文明史上的“毒瘤”——癌癥。
    （科技日報北京10月10日電）

（責(zé)任編輯：秋彤）