Кремниевый анестезиолог готовится присоединиться к кремниевому онкологу
Михаил Ваннах
Опубликовано 06 ноября 2013
О том, что кремниевый онколог IBM Watson диагностирует рак лёгких и назначает лечение точнее, чем «белковые» медики, мы уже писали («Дети Ватсона»). То есть искусственный интеллект уже выполняет высококвалифицированную работу лучше, чем высокооплачиваемый медик. А оплата действительно высока: в США онколог в 2011 году имел среднюю зарплату в $295 000 в год. Но анестезиологи в США оплачиваемы ещё выше: их среднее жалованье в 2011 году составило $309 000. И вот теперь компьютер готов принять на себя ряд функций анестезиолога, причём в самых сложных случаях…
Есть такое состояние организма — кома. Старые бумажные справочники определяли его как «бессознательное состояние с глубоким торможением функций коры и подкорковых структур головного мозга, проявляющимся расстройством рефлекторной деятельности, кровообращения и дыхания». Состояние очень опасное, поскольку при нём нарушается функционирование коры головного мозга, того «железа», функционирование которого и делает нас нами. Но вот это самое состояние медики используют в качестве лечебного средства в случае серьёзных повреждений головного мозга.
Если говорить не-по медицински (врачи, будем надеяться, выскажутся в комментариях), а по-инженерному, дело обстоит так. Мозг, как и многие другие органы, способен к самовосстановлению. Однако мозг — машина не только информационная, но и тепловая, потребляющая примерно четверть энергии организма. А при интенсивной умственной работе — скажем, при заучивании текстов — энергозатраты ещё больше. Так и медики, помогая мозгу самому восстанавливать себя, переводят его в режим минимального энергопотребления, больше ресурсов оставляя саморемонту.
Это делается введением организма в искусственную кому (Medically-induced coma), обычно с помощью барбитуратов. Ну, точно так же, как и любой инженер, которому предстоит ремонтировать систему «на ходу» (такое бывает, скажем, у энергетиков, у рефрижераторщиков) постарается вывести её на минимальные режимы. А системы — и инженерные, и биологические — подчинены в материальном мире одним и тем же законам. Не зря же великая книга Винера называется «Кибернетика, или Управление и связь в животном и машине». Ну а мелкие дозы ядов медики традиционно использовали в качестве лекарств.
Так что искусственная кома рассматривается как один из видов наркоза. Наркоза самого глубокого, даже говорят об «экстремальном наркозе». Ведь выключается самое важное — кора головного мозга, которую организм при естественном ходе событий до последнего пытается поддержать в рабочем состоянии, отдавая ей последние ресурсы. И медикаментозная кома — в отличие от сравнительно краткосрочного наркоза при операциях — поддерживается очень долго: дни, а то и недели — стандартный срок… Анестезиолог же и при нескольких часах серьёзной операции выкладывается до предела, не хуже хирурга…
И вот сейчас идёт интенсивная подготовка к тому, чтобы передать компьютеру заметную часть работы анестезиолога при введении в медикаментозную кому и поддержании её. Об этом рассказано в статье из журнала PLoS Computational Biology «Человеко-машинный интерфейс для управления медикаментозной комой», A Brain-Machine Interface for Control of Medically-Induced Coma, написанной группой учёных под руководством Эмери Брауна (Emery N. Brown), исследователя-нейролога из Массачусетского технологического института и одновременно нейрохирурга из Massachusetts General Hospital.
Для управления процессом искусственной комы, введения в неё, поддержания на заданной глубине и в течение должного времени, а потом и безопасного выведения из неё применён базовый принцип автоматического управления и кибернетики — обратная связь. Управление подачей медикаментов, Infusion Rate, осуществляется на основании EEG Signal — данных о состоянии головного мозга, получаемых от электроэнцефалографа (прибора, позволяющего фиксировать ЭДС долей и областей мозга от единиц до десятков микровольт, частотой от единиц до десятков герц).