在巴塞羅那郊區(qū)一座19世紀(jì)小教堂的墻壁上，一顆心在慢慢收縮。但這不是一顆真正的心臟，而是一顆仍在患者胸腔內(nèi)跳動的心臟的虛擬副本——所謂的“數(shù)字孿生體”，其擁有100億個模擬細(xì)胞。
美國《時代》周刊在近日的報道中指出，目前全球很多科學(xué)家正在構(gòu)建包括心臟等在內(nèi)的人體器官和組織的數(shù)字孿生體，這些模型可廣泛應(yīng)用于預(yù)測和預(yù)防疾病、測試療法等多個方面，有望徹底改變未來醫(yī)學(xué)的面貌，實(shí)現(xiàn)真正的個性化醫(yī)療。
“數(shù)字孿生”是近年來最受矚目的技術(shù)趨勢之一。事實(shí)上，已經(jīng)有一些大公司將這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用到航空航天與防務(wù)、自然資源、建筑與智慧城市等領(lǐng)域，當(dāng)然也包括醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。
讓你們想象一下，醫(yī)生在計算機(jī)中存儲了我們每個人的數(shù)字副本，萬一我們出現(xiàn)任何事故或疾病，專家們會首先在這個副本身上測試治療方法。雖然這聽起來像科幻，但全世界已經(jīng)有多個團(tuán)隊(duì)致力于研究并提升此項(xiàng)技術(shù)。科學(xué)家們認(rèn)為，最好的起點(diǎn)是心臟。據(jù)美國醫(yī)學(xué)未來學(xué)家網(wǎng)站報道，也有公司開發(fā)出了人體其他器官的數(shù)字孿生模型。如惠普與瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院合作開展的“藍(lán)腦項(xiàng)目”，利用其超級計算機(jī)，為研究目的創(chuàng)建大腦的數(shù)字模型；西門子公司也在開發(fā)肺和肝臟等器官的數(shù)字孿生模型。
在人工智能與超級計算機(jī)的加持下，數(shù)字孿生體的用途日益廣泛。不過，運(yùn)行人體或器官數(shù)字孿生體所需的計算能力可能令人望而生畏。例如，對于“藍(lán)腦項(xiàng)目”，為單個神經(jīng)元建模就需要求解大約2萬個常微分方程。對于整個大腦區(qū)域，必須同時求解100億個方程。
此外也有科學(xué)家建議對該技術(shù)進(jìn)行監(jiān)管。人體器官數(shù)字孿生研究專家、英國科學(xué)家丹尼斯·諾布爾指出，10年后，人們將看到人類的數(shù)字孿生體。技術(shù)本身并不壞，問題是它的用途，因此有必要進(jìn)行道德辯論并制定法律對其發(fā)展予以規(guī)范，以確保技術(shù)不被濫用。
圖片來源|我圖網(wǎng)
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