Силиконовая больница: кремний и программное обеспечение могут заменить лекарства

В январе 2024 года OpenWater объявила, что сделает все свои патенты, а также чертежи и программное обеспечение разработанных ими устройств открытым исходным кодом. Это был необычный, но оправданный шаг со стороны компании, поскольку их целью было не что иное, как инициировать революцию в здравоохранении.

В истории стартапов уже была компания, обещавшая революцию в здравоохранении, Theranos, которая закончилась позором. Почему мы все еще можем верить в успех OpenWater? Одной из гарантий является генеральный директор компании Мэри Лу Джепсен .

Из Википедии:

Она была соучредителем и первым техническим директором компании One Laptop Per Child (OLPC), а позже основала компанию Pixel Qi в Тайбэе, Тайвань, которая занималась разработкой и производством дисплеев. Она основала и возглавила два проекта Google X, а также была руководителем Facebook/Oculus VR, возглавляя усилия по продвижению виртуальной реальности. Журнал Time включил ее в свой список ста самых влиятельных ученых и мыслителей мира (The 2008 Time 100). CNN назвал ее одним из 10 лучших мыслителей в области науки и технологий 2013 года за ее работу в области инноваций в области дисплеев. На ее счету более 200 опубликованных или выданных патентов.

Неплохое портфолио, правда? Но самое главное, Джепсен пережила опухоль головного мозга, что дало ей непосредственный опыт проблем нынешней системы здравоохранения и сильное желание ее изменить.

Но что не так с системой здравоохранения?

В нынешней системе мы обычно обращаемся к врачу, когда у нас появляются симптомы. Однако во многих случаях симптомы появляются только на поздних стадиях заболевания. Рак является типичным примером этого. Многие виды рака легко поддаются лечению на ранних стадиях, тогда как на поздних стадиях они поддаются лечению с трудом или даже могут быть неизлечимы. Профилактика очень важна. Если бы мы имели актуальную информацию о состоянии нашего организма, мы могли бы вовремя остановить эти заболевания. Это не только резко увеличит шансы на выздоровление, но и значительно снизит стоимость здравоохранения, поскольку не будет необходимости в лечении, необходимом на поздних стадиях. Поэтому развитие диагностических систем не менее важно, если не более, чем разработка методов лечения.

Но диагностика очень важна и в случае уже развившихся заболеваний. Хорошим примером является инсульт. Если пациенту поставлен диагноз в течение 2 часов, соответствующее лечение может полностью восстановить его состояние. Однако, если время истечет, им может быть нанесен очень серьезный и необратимый ущерб. Так что и в этом случае диагностика имеет решающее значение.

Команда OpenWater работает над устройством, которое сможет предоставлять информацию о состоянии нашего тела с помощью ближнего инфракрасного света и ультразвука. Их прототип системы под названием OpenMotion, например, способен контролировать кровоток, помогая тем самым обнаруживать инсульты. Я написал полную статью о работе системы , поэтому здесь опишу только ее.

Система основана на способности ближнего инфракрасного света глубоко проникать в тело человека. Он может проходить через мягкие ткани и даже кости, позволяя нам заглянуть внутрь человеческого тела ( видео TED на эту тему доступно здесь). Проблема в том, что свет рассеивается в тканях, что затрудняет извлечение информации, но это не невозможно! OpenWater использует акустооптическое решение, при котором сфокусированный ультразвук изменяет длину волны проходящего через него света, эффективно отмечая важные световые лучи для наблюдения. Фазу этих отмеченных световых лучей можно зафиксировать специальной камерой и извлечь необходимую информацию с помощью соответствующего программного обеспечения.

Основным преимуществом решения является то, что оно может быть построено из относительно недорогих компонентов (лазер стоимостью несколько долларов, ПЗС-чип и источник ультразвука), что делает его доступным для всех в отличие от дорогостоящего медицинского оборудования.

Однако роль этой технологии не ограничивается профилактикой и диагностикой. В настоящее время проводятся продвинутые эксперименты, в которых сфокусированный ультразвук может разрушать опухоли головного мозга. Повседневная ультразвуковая технология, используемая для обследования беременных женщин, при правильной настройке способна разрушить клетки глиобластомы. Кроме того, проводятся эксперименты по прямой ультразвуковой стимуляции нейронов, которые в будущем смогут успешно лечить депрессию, состояние, которое в настоящее время поддается лечению только с помощью лекарств.

Стоит задуматься о возможностях будущего, если мы объединим эту технологию с другими, такими как нанотехнологии или генная инженерия. Например, с помощью подходящих контрастных веществ можно будет выявлять заболевания, которые раньше требовали серьезного медицинского оборудования. Мы могли бы маркировать раковые клетки, а затем упаковывать разрушающий раковые клетки яд с помощью нанотехнологий таким образом, чтобы он распадался только там, где мы фокусируем ультразвук. Это позволит нам очень точно нацелить действие лекарств.

Также проводятся эксперименты, направленные на восстановление зрения у слепых людей путем генетической модификации нейронов зрительной коры так, чтобы их можно было механически активировать, позволяя изображениям напрямую передаваться в мозг с помощью ультразвука. Более того, мы можем считывать состояние нейронов с помощью ближнего инфракрасного света, потенциально восстанавливая способность говорить парализованным пациентам, например, с БАС.

Очевидно, насколько универсальной может быть эта технология. Вот почему OpenWater не фокусируется на одном заболевании. Вместо этого они строят платформу. Цель состоит в том, чтобы разработать устройства общего назначения на основе ультразвука и ближнего инфракрасного света, которые можно будет использовать во многих областях лечения, будь то в диагностических целях или при специфическом лечении.

Это огромное достижение, поскольку с этого момента лечение становится программной проблемой!

Представьте себе эти носимые устройства общего назначения, доступные каждому и включающие необходимые компоненты, такие как лазеры ближнего инфракрасного диапазона или источники ультразвука. Одно и то же оборудование можно использовать для выявления инсультов или рака или даже для лечения клинической депрессии. Это просто вопрос программирования того, для чего мы его используем.

Несколько недель назад я поискал в Интернете, насколько сложно обрабатывать эти изображения с помощью программного обеспечения. Я нашел набор данных МРТ и программное обеспечение с открытым исходным кодом, которые могут распознавать опухоли головного мозга на изображениях МРТ с эффективностью 99% ( об этом моя статья ). Система представляет собой относительно простую нейросеть, которую разработчик создал просто в качестве хобби. Я просто хочу отметить, что при наличии соответствующих инструментов и данных сообщество разработчиков программного обеспечения с открытым исходным кодом может творить чудеса. Представьте себе взрывное развитие, которое может произойти в здравоохранении с появлением такого устройства и экосистемы с открытым исходным кодом.

Jepsen и OpenWater видят этот потенциал, поэтому они решили построить всю платформу на основе открытого исходного кода. Патенты могут свободно использоваться кем угодно, но чертежи, программные компоненты, медицинские данные и все необходимое для разработки также находятся в открытом доступе. Бизнес-модель компании заключается в получении прибыли от производства оборудования, а не от самой технологии. У Джепсена есть опыт в этой области, поэтому данная модель кажется жизнеспособной. Реформирование здравоохранения является монументальной задачей. Это не то, чего может достичь один традиционный стартап, поэтому, если Джепсен серьезно относится к этому (а она действительно так), то не было другого выбора, кроме как перейти на открытый исходный код.

Таким образом, очевидно, что речь идет о революционной технологии. Тот, который способен к экспоненциальному росту, потенциально реформируя всю систему здравоохранения в течение нескольких лет. Вопрос лишь в том, когда она достигнет критической массы, необходимой для экспоненциального взрыва, и когда вокруг технологии выстроится сообщество, подобное тому, которое сложилось вокруг искусственного интеллекта с открытым исходным кодом, что делает прогресс неостановимым. Я призываю всех, кто работает в подобных областях, помочь в этом развитии и стать частью революции.

Эта технология действительно имеет исторический потенциал. Общая аппаратная платформа здравоохранения, доступная каждому, в сочетании с программным обеспечением на основе искусственного интеллекта может фундаментально изменить здравоохранение. Эта новая платформа здравоохранения — Silicon Hospital.

Для получения дополнительной информации прочитайте статью Джепсен на эту тему или посмотрите ее презентацию на YouTube .