RW Space

Когда мы слышим слово «близнецы», мы склонны думать о двух одинаковых людях, имеющих общие физические черты и, возможно, определенное поведение или причуды.

Однако в мире технологий это слово имеет другое значение. Это относится к чему-то одновременно революционному и до сих пор относительно малоизученному: цифровым двойникам.

Цифровой двойник — это виртуальная копия реальной системы, динамическая модель, которая на основе данных в реальном времени имитирует поведение того, что она представляет. Это похоже на умное зеркало, которое не только отражает состояние объекта, но и учится на каждом его движении, чтобы предсказать следующее.

По теме: Почему ИИ чувствует себя таким человечным, если это всего лишь «калькулятор слов»?

Цифровые двойники уже много лет используются в различных секторах. Они помогают нам прогнозировать неисправности самолетов до того, как они произойдут, оптимизировать целые заводы и разрабатывать автомобили, которые учатся на данных тысяч пользователей.

В последнее время эта технология применяется в сельском хозяйстве, что приводит к значительным успехам, например, в прогнозировании воздействия климатических и природных изменений на сельскохозяйственные культуры.

В медицине цифровые двойники меняют правила игры. Существуют, например, подходы, основанные на цифровых двойниках сердца, которые моделируют функционирование сердца каждого пациента с поразительным уровнем детализации. Это позволит врачам предвидеть, как конкретное сердце отреагирует на аритмию или конкретное лечение, не подвергая при этом реального пациента риску.

Такое сочетание виртуального моделирования и клинических данных открывает дверь к более прогнозирующей, персонализированной и более безопасной медицине, где терапевтические решения основаны не только на медицинском опыте, но и на моделировании того, что происходит в цифровом двойнике пациента. Но что произойдет, если мы применим это к человеческому мозгу?

От фабрик к мозгу

Когнитивное и психическое здоровье являются основой благополучия человека, но они также хрупкие. Возрастное упадок сил, депрессия, тревога и нейродегенеративные расстройства по-прежнему представляют собой серьезные проблемы для медицины.

Именно здесь искусственный интеллект (ИИ) открывает окно надежды. Объединяя и анализируя большие объемы данных, ИИ может помочь выявить заболевание раньше, лучше отобрать пациентов для клинических исследований и даже смоделировать прогрессирование каждого человека с помощью цифровых двойников.

ИИ предлагает способ опережать ухудшение состояния, разрабатывать индивидуальные вмешательства и ускорять разработку более безопасных и эффективных методов лечения.

Команда ученых из Университета Дьюка, Колумбийского университета, Небриха Университет и CogniFit недавно разработали новую основу для решения проблем психического и когнитивного здоровья людей с помощью цифровых когнитивных двойников.

Это виртуальные представления, которые объединяют данные нашего мозга и поведенческой активности, наших повседневных привычек и наших эмоциональных реакций. Используя искусственный интеллект, эти динамические модели могут обучаться и обновляться при каждом новом взаимодействии.

Мы предполагаем, что у каждого человека может быть свой собственный когнитивный «цифровой двойник», который можно использовать для прогнозирования того, как будет развиваться его память или объем внимания, а также для предложения персонализированных действий для тренировки ума до того, как возникнет серьезная проблема.

Адаптация существующих технологий

Ключ к этой революции заключается в интеграция устройств, которые уже есть у многих из нас, таких как умные часы, трекеры активности и датчики сна, для предоставления непрерывной информации о нашем теле.

Данные, связанные с частотой сердечных сокращений, качеством сна, уровнем активности и стрессом, уже могут передаваться в режиме реального времени в «цифровой двойник», который учится на этих сигналах и адаптирует рекомендации или когнитивные тренировки к нашему физическому и психическому состоянию в любой момент времени.

Роль ИИ будет сродни дирижеру оркестра, который координирует все эти данные и интегрирует их в систему, которая не только реагирует, но даже предугадывает наши потребности.

Индивидуальная тренировка мозга

До сих пор цифровая «тренировка мозга» в основном ограничивалась развлекательными играми с ограниченными преимуществами. Когнитивные близнецы – это совсем другое дело: они выходят далеко за рамки наборов общих упражнений. Они предлагают динамическую экосистему, которая адаптируется в реальном времени к каждому человеку под контролем медицинских работников и подкрепляется научными данными.

Это сдвиг парадигмы: от подхода «один размер подходит всем» к по-настоящему персонализированной и профилактической медицине.

Конечно, будут и проблемы. Цифровые двойники в этой области необходимо будет создавать таким образом, чтобы гарантировать конфиденциальность данных и чтобы решения, принимаемые алгоритмами, были прозрачными и этичными. Мы также не можем игнорировать цифровой разрыв, который может исключить пожилых людей или тех, кто имеет меньший доступ к технологиям.

Тем не менее, мы не должны упускать из виду потенциальные преимущества: недавний метаанализ показал, что использование технологий помогает предотвратить и задержать снижение когнитивных функций, как нормальное, так и патологическое.

Цифровые двойники могут стать одной из величайших революций в медицине и когнитивной науке в этом столетии. Десятилетия назад идея иметь компьютер в кармане казалась научной фантастикой.

Через несколько лет будет так же естественно иметь когнитивного двойника, который будет сопровождать нас и присматривать за нами. В конце концов, кто лучше, чем наш собственный цифровой двойник, поможет нам понять, предвидеть и позаботиться о себе?

Джон Андони Дуньябейтиа, директор Центра исследований небрихи и познания (CINC) и директор международной кафедры когнитивного здоровья (ICCH) в Университете Небриха, Университет Небриджа

Эта статья переиздана из The Conversation под лицензией Creative Commons. Прочтите оригинал статьи.