Виктор Глушков - Кибернетика XXI века
ЛЕЧИТ... КОМПЬЮТЕР
- Виктор Михайлович, сегодня на страницах научно-популярных журналов часто встречаются описания неких "электронных врачей", то есть компьютеров, которые в считанные минуты ставят диагноз, назначают лечение, "работают" сиделками и т. Д. Я не сомневаюсь, что почти все из того, что пишут на эту тему, - правда. Расскажите, пожалуйста, каким будет в недалеком будущем труд врача и какова будет судьба медицинских институтов и молодежи, поступающей в них.
- Действительно, несмотря на то, что в некоторых статьях, рассказывающих о внедрении кибернетики в медицинскую практику, нередко желаемое выдают за действительное, электронно-вычислительная техника уже сегодня прочно заняла место во многих больницах и клиниках мира.
Но речь идет опять же не о замене врача машиной, а об их совместной работе. Помощь же эта бывает очень существенной.
В связи с этим мне хочется еще раз повторить, что кибернетика не ставила и не ставит своей целью подменить другие науки. Она просто проникает в них, предоставляя им принципиально новый метод исследования метод математического моделирования, математического эксперимента, пригодный для всех наук, в том числе и описательных, какой считалась до недавнего времени и медицина. Однако оказалось, что с математикой у нее очень много общего.
Вся жизнедеятельность организма - это постоянная работа его органов, параметры которой вполне можно выражать математическим языком.
Человек - это сложный механизм, состоящий из 200 простейших машин и 1027 атомов. Во время движения он развивает мощность, равную 0,1 лошадиной силы. Его сердце перекачивает в одну минуту около 5 литров крови, капля которой содержит около 5 миллионов красных кровяных телец.
Тело выдерживает огромное давление воздуха - около 20 тонн, - которое уравновешивается таким же изнутри. Примерно пол-литра воздуха забираем мы при вдохе, тогда как общая емкость легких равна примерно 4 литрам. Почки человека пропускают в течение суток 1700 литров крови, а из 14 миллиардов нейронов его нервной системы целесообразно используются всего лишь 4 процента.
В течение одной секунды наш организм расходует 1021 квант энергии.
Если попытаться определить его работоспособность, то придется констатировать, что человек - устройство с довольно низким КПД: средний работник в течение 8 часов выполняет работу, равную 280 тысячам килограммометров. Если сопоставить ее с электроэнергией, то стоимость ее будет равняться... 4 копейкам.
Такова примерная математическая картина человека. Теперь - попробуем составить его кибернетическую картину. Для этого сначала проведем структуризацию, то есть выделим отдельные крупные элементы организма человека. Их окажется не так уж мало - не менее 10 тысяч. Это органы, железы, системы регуляции и т. д.
Потом установим параметры каждой из этих систем. Они, естественно, будут весьма различны, и не всегда их можно выразить числом: например, слизистая кишок может быть нормальной, средней, угнетенной и т. д., и поставить в соответствии с этими определениями какиелибо числа не так-то просто.
Затем попытаемся представить характер общения человека с внешней средой. Здесь и тип гимнастики, которой он занимается (или не занимается) каждое утро (или регулярно), и определенный вид спорта, которым он увлекается, и тип его работы с указанием доли физической нагрузки и доли умственного труда. Оценить все это можно по десятибалльной шкале.
После этого вводятся в компьютер, так сказать, индивидуальные черты характера человека: холерик он или сангвиник и тому подобное, что также можно выразить с помощью чисел.
Так из системы всех структур и параметров получается индивидуальная модель человека. Причем она будет действительно индивидуальной, поскольку не может быть, чтобы все параметры у разных людей совпали; даже близнецы чем-нибудь да отличаются друг от друга.
- Я вижу, какую огромную надо провести работу, чтобы составить модель человека. Но что же дает кибернетика?
- Мы относим человеческий организм к разряду больших систем. И как большой системой - современным предприятием - не может руководить один человек без целого управленческого аппарата, так и один врач не может быть специалистом во всех областях.
Уже давно медицина разделилась на множество направлений. Все возможные процессы, системы и органы человека изучаются узкими специалистами разных наук. И чем больше накапливается знаний, тем глубже и быстрей происходит это разделение.
Врач углубляет свои знания в одной, определенной и нередко очень узкой области. И получается, как говорят, что он "знает все ни о чем".
Эндокринолог уже не разбирается в нейрофизиологии, хирург-полостник в операциях на мозге и тому подобное. Но в организме-то все взаимосвязано! И, несмотря на углубление знаний в какой-то одной области, один человек не в силах знать все об организме. Он не может вместить в себя всю богатейшую и разнообразнейшую информацию, содержащуюея в человеческом организме. А для лечения просто необходимо, чтобы у одного врача была целостная картина состояния пациента. Ведь нередко получается, что, скажем, специалист по железам внутренней секреции пришел к определенным выводам и качественно описал влияние этих желез на пищеварение. Предположим, он установил, что при изменении деятельности щитовидной железы в среднем через три месяца происходят определенные изменения в поджелудочной железе, что, э свою очередь, ведет к патологии пищеварения. На этом, к сожалению, цепочка его знаний обрывается. Врач же, изучающий пищеварение, знает, как оно связано с кровеносной системой, с влиянием ее на мозг, но не знает, какие процессы протекают в мозге.
Специалист по мозговой деятельности исследует только процессы мозга и т. д. Как же быть в этих случаях?
Можно, конечно, собирать у постели больного консилиумы специалистов. Но не каждая больвдща укомплектована врачами по всем профилям, а собирать их из других учреждений - дело нелегкое. Кто же решится на обобщение разнообразных сведений, сумеет поставить точный диагноз?
Конечно же, только кибернетика!
Только она сможет собрать и объединить достижения всех наук о человеке и показать отклонения в организме данного человека от нормы.
Но для этого в нее необходимо вложить все знания, добытые человечеством за всю историю существования медицины. Чтобы осуществить это, необходимо зафиксировать все упомянутые выше 100 тысяч параметров.
Три или пять крупных специалистов в каждой области медицины сжато опишут данный параметр, укажут его оптимальное значение, изменения, происходящие с ним, выделят несколько самых показательных ситуаций, вызывающих эти изменения.
Так шаг за шагом будет описан весь человеческий организм. Конечно, кое-где это описание окажется не совсем точным, но это не так уж важно. Нам нужен не какой-то один, определенный человек, а скорее человек абстрактный, вобравший в себя все здоровье и все недуги.
Затем все эти параметры будут разделены на группы. В одни из них войдут параметры, значения которых зависят от самого человека: от его поведения, от работы, которой он занят, от питания, которое он употребляет, и даже от тех лекарств, которые ему приходится время от времени принимать. В другие группы войдут параметры, значения которых совершенно не зависят от человека.
Когда же такое разделение будет закончено, за дело примутся кибернетики. Они внесут все эти сведения о человеке в машину. И она окажется тем универсальным врачом, который сможет установить любой диагноз.
- Но вот они введены в компьютер, и он начинает разбираться во всех человеческих недугах не хуже любого профессора. Как же он действует, помогая врачу установить диагноз?
- К нам обращается человек, который, предположим, собирается ехать на курорт.
Мы тут же выясняем (это я насчет тех 100 тысяч параметров), что в данном случае может произойти с его печенью, слизистой оболочкой, сер-.-лем и так далее в этой новой, несколько изменившейся обстановке.
Ведь, как известно, на организм человека влияет и изменение климатических условий, и те или иные процедуры. То есть мы в каждом таком случае делаем как бы по крошечному шажку в ста тысячах направлений. И когда все это проделано, когда выяснено, как отреагирует каждый из органов данного человека на пребывание на курорте, мы уже можем точно сказать, стоит ему туда ехать или нет. Так же мы можем выяснить, полезно ли больному принимать какое-то лекарство или же этого делать не стоит, следует ли ему в данный момент соглашаться на операцию или же лучше несколько обождать, а может быть, и вовсе отказаться от нее.
Конечно, вы можете заметить, что это можно проделать и без машины, как бывало и раньше. Но обычным способом устанавливать все это бесконечно долго, а нередко и просто невозможно.
Но компьютер ускоряет этот процесс в миллиарды раз. Ведь на проверку одного параметра он затрачивает всего одну десятую секунды. То есть через каких-то 10 минут как бы состоится консилиум с самыми лучшими специалистами, и выясняется, что следует делать, а чего лучше остеречься. Мало того, нередко бывают случаи, что машина не только быстрее, но и гораздо правильнее, чем специалист, ставит диагноз. Сколько раз случалось, что уже во время операции хирург убеждался, что диагноз компьютера оказывался более правильным, чем его.
