微軟通過對人體系統(tǒng)編程解決癌癥 人類將進(jìn)入無癌時代？

• 2017年10月19日 lihuizhen來源：全球醫(yī)來了 476 25
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利用人工智能作為武器對癌癥發(fā)起進(jìn)攻，微軟預(yù)言10年內(nèi)攻克癌癥問題，人類將進(jìn)入「無癌時代」。

　　癌癥不等于“絕癥”?

　　“未來10年內(nèi)攻克癌癥!”——這是微軟公司放出豪言。

　　這可不是吹牛皮，作為昔日PC時代的霸主，微軟公司要利用開拓性的計算機(jī)科學(xué)技術(shù)破解患病細(xì)胞代碼，對患病細(xì)胞進(jìn)行重新編程，讓其重回健康狀態(tài)。就像通過編程可以解決電腦病毒問題，微軟認(rèn)為通過對人體系統(tǒng)編程解決癌癥。

　　為此，微軟在英國劍橋成立了「生物運(yùn)算」部門，這個部門匯集了150名世界頂尖的生物學(xué)家、程序員以及工程師，這個由跨學(xué)科科學(xué)家組成的「小型軍團(tuán)」，將利用人工智能作為武器對癌癥發(fā)起進(jìn)攻，微軟預(yù)言10年內(nèi)攻克癌癥問題，人類將進(jìn)入「無癌時代」。

　　目前，「生物運(yùn)算」的研究者正在研發(fā)一種利用DNA制作的「分子計算機(jī)」，這種計算機(jī)可以在細(xì)胞內(nèi)部「存活」，并且可以隨時監(jiān)測身體是否會出現(xiàn)異常情況，比如說癌癥。一旦這種「生物計算機(jī)」發(fā)現(xiàn)某個細(xì)胞會出現(xiàn)癌變的可能性，它就會重新啟動系統(tǒng)，清除病變的細(xì)胞。

　　「實現(xiàn)這個目標(biāo)的確需要花很長時間，但是……我認(rèn)為在5到10年里制造出這種智能檢測疾病的分子計算機(jī)，技術(shù)上是可行的?！?Andrew Philips是「生物運(yùn)算」部門的主任。

　　「分子計算機(jī)」又叫生物計算機(jī)，它是由DNA(脫氧核糖核酸)RNA(核糖核酸)和蛋白質(zhì)分子構(gòu)成的分子自動機(jī)。電子計算機(jī)是以電流來傳遞信號的，而在生物計算機(jī)中，傳遞信號的則是不同的蛋白質(zhì)分子。由于蛋白質(zhì)分子不僅比硅芯片上的電子元件小得多，而且阻抗低、能耗小，因而既有巨大的存儲容量和高速處理信息的能力，又較好地解決了散熱問題。

　　「我認(rèn)為對微軟來說，利用分子計算機(jī)來攻克癌癥是一件非常自然的事。我們在計算機(jī)科學(xué)擁有海量的專業(yè)知識，其實癌癥的發(fā)生是一個計算問題?！?Chris Bishop，他是微軟wet laboratory的負(fù)責(zé)人，「這不僅僅只是個比喻，而是建立在深刻的數(shù)學(xué)洞察基礎(chǔ)上。生物學(xué)和計算機(jī)學(xué)看起來千差萬別，但是它們在最基本的層面上有很深的聯(lián)系?！?/p>

　　目前，「生物運(yùn)算」部門的編程原理與工具小組已經(jīng)開發(fā)出能夠模仿健康細(xì)胞活動的軟件，通過與健康細(xì)胞活動進(jìn)行對比，這款軟件能夠識別病變細(xì)胞，并且能夠發(fā)現(xiàn)病變的根源并給出解決方案。微軟稱這款生物模型分析軟件已經(jīng)被用來幫助研究者了解如何更有效地治療白血病。

　　Jasmin Fisher

　　「如果我們能夠控制和調(diào)節(jié)癌癥，讓它變得像普通的慢性疾病，那么這個難題就解決了」， Jasmin Fisher，她是劍橋大學(xué)高級研究員和副教授，現(xiàn)在她是微軟編程原理與工具小組的一員。

　　Fisher展望了一個美好的未來：每天早上醒來之后，查看電子郵件的同時，我們也會查看我們的基因組數(shù)據(jù)、我們的脈搏、睡眠數(shù)據(jù)以及運(yùn)動數(shù)據(jù)，等等。這些數(shù)據(jù)都會存在電腦云端，通過利用機(jī)器學(xué)習(xí)和自然語言處理對個人健康數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，對比正常狀態(tài)下的身體數(shù)據(jù)，人工智能軟件會告訴你「最近是否容易感冒」或者患上更糟糕的疾病。同時，腫瘤醫(yī)生也可以根據(jù)這些數(shù)據(jù)為患者定制個性化的癌癥治療方案。

　　「為此，我們需要建立一個計算機(jī)模型，模擬我們體內(nèi)基本的發(fā)生過程」， Fisher說，「正常發(fā)育的細(xì)胞分裂和死亡之間存在一個特定的平衡，一旦平衡被打破了就意味著身體出現(xiàn)了問題，比如說不受控制的癌細(xì)胞增殖。利用體內(nèi)分子計算機(jī)來監(jiān)測我們身體，那么一旦平衡被打破我們就能收到預(yù)警」。

　　不只制造能夠監(jiān)視體內(nèi)狀況的「分子計算機(jī)」，微軟還把機(jī)器學(xué)習(xí)用于計算機(jī)視覺，致力于開發(fā)一款能夠「看懂」3D醫(yī)療影像的系統(tǒng)。

　　對于大多數(shù)的醫(yī)院和醫(yī)生來說，進(jìn)行腫瘤手術(shù)前首先要通過放射科掃描，然后用手勾勒出幾十個腫瘤的輪廓來建立3D模型，這項工作費(fèi)時費(fèi)力，通常需要花費(fèi)4個小時，而且建立的模型也不夠準(zhǔn)確。

　　目前，微軟的工程師已經(jīng)發(fā)明了一個軟件，它可以讀懂大型的3D醫(yī)療影像，并且可以在幾分鐘內(nèi)就「勾畫」腫瘤的形狀。通過對3D醫(yī)療影像分析，這款軟件可以準(zhǔn)確地告訴醫(yī)生：自上一次掃描，腫瘤是變大了，變小了，還是改變形狀了。同時它還能提供有關(guān)組織密度的信息，讓醫(yī)生更有效地在「囊腫」和「腫瘤」之間進(jìn)行判斷，并且它還能提供對腫瘤周圍細(xì)胞的健康狀況分析。

　　此外，醫(yī)生還可以對3D腫瘤模型進(jìn)行3D打印，可以打印出大小位置完全一樣的3D模型，幫助外科醫(yī)生跳出「憑空想象」的窘境，在手術(shù)前明確重要管道走向，制定手術(shù)路徑并預(yù)演手術(shù)，這項技術(shù)尤其適合難以實施手術(shù)的腫瘤。

　　作為科技巨頭，微軟此舉將會成為微軟歷史上的「巨大的轉(zhuǎn)向」。我們不知道十年后微軟是否能夠踐行它的諾言，讓人類進(jìn)入「無癌時代」，但我們希望如此。

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