Константин Абзац – Как нейросети предсказывают эпидемии и спасают миллионы (страница 3)

Подумайте вот о чем: каждый раз, когда вы чихаете в общественном месте, вы генерируете данные. Каждый раз, когда вы идете к врачу и вам открывают больничный лист, вы генерируете данные. Каждый раз, когда вы покупаете в аптеке таблетки от горла, вы генерируете данные. А теперь представьте, что все эти миллиарды невидимых сигналов можно объединить в единую сеть. Именно этим сегодня и занимаются ученые. Они собирают гигантские пазлы из нашей повседневной жизни, чтобы увидеть полную картину здоровья человечества.

Эпидемиология на службе у каждого

Многие думают, что эпидемиология – это что-то далекое, касается только страшных болезней в Африке или работы ученых в защитных костюмах. На самом деле, эта наука влияет на жизнь каждого из нас ежедневно. Когда вы делаете прививку, это решение принято на основе эпидемиологических данных. Когда в вашем городе объявляют карантин в школах из-за гриппа – это тоже результат анализа данных.

Современная эпидемиология похожа на огромный живой организм, который дышит информацией. И у этого организма есть удивительная особенность: чем больше данных мы в него загружаем, тем умнее он становится. Мы перестали быть просто пассивными наблюдателями за распространением болезней. Теперь у нас есть шанс заглянуть в будущее. Конечно, ни один, даже самый мощный компьютер, не скажет вам: “В среду, ровно в 15:30, вы чихнете”. Но он вполне способен предупредить: “Внимание, жители южного округа, готовьтесь, через две недели здесь начнется сезонная эпидемия. У вас есть время привиться и купить витамины”.

Так что в следующий раз, когда вы увидите очередную новость о вспышке болезни или услышите про то, что где-то ввели карантин, знайте: за этими заголовками стоит титанический труд тысяч эпидемиологов и гигантские массивы данных. И чем лучше мы будем понимать, как работают эти механизмы, тем спокойнее и здоровее станет наша жизнь. Ведь знание – это не только сила, но и наша личная вакцина от паники перед неизвестностью.

Что мы знаем о распространении болезней: от теории к практике

Когда я был маленьким, я думал, что болезни берутся из ниоткуда. Проснулся утром, а у тебя температура. Или брат принес из садика сопли, и через три дня вся семья чихает. Казалось, что это какая-то магия, злой рок или просто невезение. Но потом в школе началась биология, и мне объяснили, что у всего есть причины. Бактерии, вирусы, слабый иммунитет. Вроде бы стало понятнее, но ощущение волшебства никуда не делось. Потому что даже зная, что грипп вызывает вирус, ты всё равно не можешь ответить на главный вопрос: а почему именно сейчас? Почему в этом году болеют все, а в прошлом как-то полегче?

Вот тут мы и подходим к самому интересному. Знать, что болезнь существует, и понимать, как она перемещается в пространстве, – это две большие разницы. Можно досконально изучить микроба, вырастить его в пробирке и даже придумать лекарство, но если ты не знаешь правил его поведения в дикой природе, ты всегда будешь играть в догонялки. Ты лечишь тех, кто уже заболел, а новые пациенты продолжают прибывать. Чтобы выиграть эту гонку, нам пришлось создать целую науку о том, как болезни путешествуют. И называется она эпидемиология. Мы уже сталкивались с этим термином раньше, когда говорили о данных, но теперь пришло время разобраться, что именно эта наука изучает и как её выводы помогают нам в реальной жизни.

Эпидемиология, если отбросить заумные формулировки, – это простая арифметика, замешанная на географии и социологии. Эпидемиологи – это такие детективы, которые не ищут убийцу, а ищут виновника вспышки болезни. У них нет лупы, зато есть горы цифр и статистических отчетов. Они смотрят на карту и видят, что в одном районе города люди болеют чаще, чем в другом. Они начинают задавать вопросы: что не так с этим районом? Там плохая вода? Там живут те, кто не сделал прививку? Или там просто находится больница, куда везут всех больных со всего города, и поэтому цифры такие высокие?

Путешествие болезни с первого класса

Давайте представим себе обычный вирус, который хочет жить и размножаться. У него нет ног, рук и кредитки на такси. Его единственный способ переместиться – это найти нового хозяина. Как это происходит? Элементарно. Чихание, кашель, рукопожатие, грязная дверная ручка в офисе, после которой кто-то потер глаза. И вот вирус уже на новом месте. Теперь представьте, что таких зараженных не один, а сто. И каждый из них за день встречает десятки людей. Возникает сеть, паутина контактов, по которой болезнь ползет, как электрический ток по проводам.

Тут в игру вступает теория. Теория распространения болезней – это попытка математически описать эту паутину. Ученые строят модели. Они говорят: если один больной заражает в среднем трех человек, а те заражают еще девять, то через пару недель мы получим неконтролируемый лесной пожар. Это называется теория. Она красивая, стройная и очень логичная, пока мы пишем её на доске мелом. Но как только мы выходим на улицу, начинается практика.

Когда теория встречается с бетоном

Практика – это та самая суровая реальность, которая любит подкидывать сюрпризы. Теория говорит, что вирус должен распространяться с одной скоростью, а на практике выясняется, что в одном городе все носят маски, а в другом плюют на запреты и ходят на концерты. Теория предполагает, что люди будут сидеть дома, если объявят карантин, а практика показывает нам очереди в торговых центрах в первый же день ослабления ограничений.

Вот здесь и происходит главный сдвиг в мышлении. Мы перестаем думать о болезни просто как о медицинском явлении и начинаем думать о ней как о явлении социальном. Распространение болезней – это не только биология, это еще и поведение людей. Как они ездят на работу, как часто навещают бабушек, пользуются ли общественным транспортом, есть ли у них дома отдельные комнаты, чтобы изолировать больного. Всё это факторы, которые либо разгоняют эпидемию, либо тормозят её.

Я вспоминаю одну старую историю про то, как в девятнадцатом веке в Лондоне была вспышка холеры. Врач по имени Джон Сноу (не тот, что из Игры престолов) не стал просто лечить пациентов. Он взял карту и начал отмечать на ней домики, где жили умершие. Оказалось, что все эти домики располагались вокруг одной водяной колонки. Он убедил местные власти снять ручку с насоса, и эпидемия пошла на спад. Это был гениальный пример того, как практика и простой анализ данных (тогда еще без всяких компьютеров) победили болезнь. Он не знал, что такое вибрион холеры под микроскопом, но он понял, как болезнь путешествует по воде.

Болезнь как зеркало общества

Мне кажется, что самое удивительное в изучении того, как распространяются болезни, это то, что они моментально вскрывают все наши социальные язвы. Болезнь не видит границ, но она отлично видит наши привычки. В богатых районах с хорошей медициной люди болеют реже и легче, потому что у них есть доступ к информации и лекарствам. В бедных районах, где люди вынуждены работать каждый день, потому что иначе им нечего есть, болезнь бушует сильнее. Она бьет по самым уязвимым местам общества.

И вот тут мы подходим к самому главному. Все эти теории и математические модели нужны не для того, чтобы просто пощекотать нервы страшными графиками. Они нужны для практических решений. Когда мы понимаем механику, мы можем начать ей управлять. Мы можем сказать: в этом районе нужно закрыть школы, потому что слишком много контактов между детьми. А в этом районе, наоборот, нужно открыть дополнительные пункты вакцинации, потому что там живут пожилые люди.

Попробуйте прямо сейчас оглянуться вокруг. Где вы находитесь? В офисе, в кафе или дома? Сколько человек до вас дотрагивались до дверной ручки, которую вы только что открыли? А теперь подумайте, куда вы пойдете завтра. В спортзал? В гости к друзьям? Каждый ваш шаг – это кирпичик в той самой карте распространения. Мы все одновременно и жертвы, и проводники, и, если хотите, хранители. Потому что, понимая, как работает этот механизм, мы можем осознанно выбирать свое поведение. И это, пожалуй, единственная практическая польза, которая доступна каждому из нас прямо сейчас, без всяких нейросетей и суперкомпьютеров. Просто знание того, как болезнь переходит от человека к человеку, уже делает нас чуть более защищенными.

Первые шаги искусственного интеллекта в медицине

Мы с вами уже прошли немалый путь. Поговорили о том, как эпидемии меняли историю, почему старые методы прогнозирования дают сбой и какую колоссальную роль играют данные. И теперь, когда у нас есть этот багаж знаний, мы подошли к самому интересному – к моменту, когда на сцену выходит наш главный герой. Тот, кто обещает навести порядок в этом хаосе цифр, фактов и закономерностей. Речь, конечно же, об искусственном интеллекте, или просто ИИ.

Признаюсь честно, когда я только начинал разбираться в этой теме, слово «искусственный интеллект» вызывало у меня образы из фантастических фильмов: гигантские суперкомпьютеры с красными глазами, которые вот-вот поработят человечество. Но реальность, как это часто бывает, оказалась одновременно и прозаичнее, и удивительнее. Первые шаги ИИ в медицине были очень робкими, почти незаметными. Он не пытался никого порабощать, а наоборот, помогал врачам с самой скучной и рутинной работой.