Будущее медицины: Ваше здоровье в ваших руках - Эрик Тополь

Однако эта мечта – не просто вопрос совершенствования науки о данных. Она косвенно связана с демократизацией медицины. Перспективы здесь невозможны без освоения людьми искусства наблюдения за самими собой – вспомните двойной смысл термина «персонализированная медицина»6. Улавливание сигнала задолго до того, как появляются какие-либо симптомы, зависит от ГИС человека, а не от ежегодных посещений врача. С помощью маленьких беспроводных устройств, которые мы носим с собой, и Интернета вещей мы развиваем способность к непрерывному, очень важному наблюдению за нашими телами в режиме реального времени. Для времени, когда такая способность будет развита в полной мере (а в конечном счете это случится), предсказания The Economist на следующие 30 лет в медицине не кажутся такими уж притянутыми за уши.

The Economist, можно сказать, погорячился, делая в 1994 г. такие прогнозы. Термины «углубленный анализ данных» и «предиктивная аналитика» определенно еще не были в моде и, вероятно, еще не были изобретены. Но концепция использования данных для предсказаний, как, например, актуарная (страховая) статистика на случай страховая жизни, используется уже очень давно. Отличие состоит в том, что наборы данных теперь цифровые, значительно больше и богаче и им соответствуют поразительная вычислительная мощность и алгоритмическая обработка. Именно это дало возможность Target предсказывать беременность некоторых своих покупательниц7а, Агентство национальной безопасности использует распечатки звонков с наших телефонов для выявления террористов, а больницы прогнозируют, кому из пациентов с застойной сердечной недостаточностью потребуется госпитализация7b, 7c. И именно это позволит нам «не рубить сплеча».

Предсказания на уровне населения

Некоторые вещи предсказать легко и делается это интуитивно. Примером может служить ситуация, когда болезнь публичного лица заставляет других людей искать в Интернете информацию об этой болезни или ее лечении8. Можно легко предсказать, что это случится, а поисковая активность просто отражает количественную сторону дела.

А что, если вы используете поисковики Google, чтобы с умом предсказывать болезнь, а не просто определить количество запросов? Это приводит нас к известной истории о гриппе, связанной с Google, – одному из самых цитируемых примеров предсказаний в здравоохранении9–16. Инициатива Google Flu Trends («Тенденции гриппа от Google») была запущена в 2008 г. и стала известна как «живой пример силы анализа больших данных». Сначала отслеживались 45 терминов, связанных с поиском информации по гриппу, и тенденции в миллиардах поисковых запросов в 29 странах10. Потом были выведены соответствия с помощью неуправляемых алгоритмов для предсказания начала эпидемии гриппа. Под неуправляемостью имеется в виду отсутствие заданной гипотезы – просто 50 млн поисковых терминов и алгоритмов делают свою работу. В широко цитируемых статьях в Nature12 и Public Library of Science (PLos) One11 авторы из Google (рис. 13.2) заявляли о своей способности использовать журналы поиска в Интернете для создания ежедневных оценок заражения гриппом, в отличие от обычных методов, которые предусматривают временной лаг от одной до двух недель. И далее, в 2011 г.: «Инициатива Google Flu Trends может обеспечить своевременные и точные оценки заболеваемости гриппом в США, в особенности во время пика эпидемии, даже в случае новой формы гриппа»11.

Но начало 2013 г. сопровождалось бурей противоречий: оказалось, что Google Flu Trends сильно переоценила вспышку гриппа (рис. 13.3). В дальнейшем группа из четырех очень уважаемых специалистов по обработке и анализу данных написала в Science, что Google Flu Trends систематически переоценивала распространение гриппа каждую неделю начиная с августа 2011 г. Далее эта группа критиковала «высокомерие больших данных», «распространенное представление, что большие данные скорее заменяют, чем дополняют традиционный сбор и анализ данных»17. Они ругали «динамику алгоритма» Google Flu Trends (GFT), указывая, что 45 терминов, используемых в поисковых запросах, не были документированы, ключевые элементы, как, например, основные условия поиска, не были представлены в публикациях, а изначальный алгоритм не подвергался постоянным настройкам и перепроверке. Более того, хотя алгоритм GFT был статичным, сам поисковик постоянно менялся, претерпев ни много ни мало 600 пересмотров за год, что в расчет не принималось. Многие другие авторы редакционных статей также высказались по данному вопросу13–15, 18, 19. Большинство из них обращали внимание на взаимосвязи вместо причинно-следственных связей и на критическое отсутствие контекста. Критиковали и методы выборки, так как краудсорсинг ограничивался теми, кто выполнял поиск в Google. Кроме того, наблюдалась серьезная аналитическая проблема: GFT проводила столько многочисленных сравнений данных, что была вероятность получения случайных результатов. Все это можно рассматривать как обычные ловушки, когда мы пытаемся понять мир через данные13. Как написали Кренчел и Мадсбьерг в Wired: «Высокомерие больших данных состоит не в том, что мы слишком уверены в наборе алгоритмов и методов, которых еще в общем-то нет. Скорее проблема в слепой вере в то, что достаточно, сидя за компьютером, перемалывать цифры, чтобы понять окружающий нас мир во всей его полноте»19. Нам нужны ответы, а не просто данные. Тим Харфорд выразился в Financial Times без обиняков: «Большие данные уже здесь, но великих озарений нет»18.

Некоторые принялись защищать GFT, указывая, что данные были всего лишь дополнением к санитарно-эпидемиологическим центрам, а Google никогда не заявляла, что обладает магическим инструментом. Наиболее взвешенную точку зрения выразили Гари Маркус и Эрнест Дэвис в своей статье «Восемь (нет, девять!) проблем с большими данными» (Eight (No, Nine!) Problems With Big Data)20. Я уже обращался ко многим их выводам, но мнение Маркуса и Дэвиса насчет беззастенчивой рекламы больших данных и относительно того, что́ большие данные могут (и чего не могут), заслуживает особого упоминания: «Большие данные повсюду. Кажется, что все их собирают, анализируют, делают на этом деньги и прославляют их силу или боятся их… Большие данные никуда не денутся, как и должно быть. Но давайте будем реалистами: это важный ресурс для всех, кто анализирует данные, а не серебряная пуля»20.

Несмотря на проблемы с GFT, подобные шаги никуда не ведут. Альтернативный и более поздний подход – это предсказание вспышки заболеваемости с использованием меньшей базы людей, которые активно поддерживали связь в Twitter, – так называемых «центральных узлов», когда люди по сути выступают в качестве датчиков21а. Это позволило обнаружить вспышки вирусных заболеваний на семь дней быстрее, чем когда рассматривалось население в целом. Точно так же алгоритм HealthMap, который проводит поиск в десятках тысяч социальных сетей и новостных СМИ, смог предсказать вспышку лихорадки Эбола в 2014 г. в Западной Африке на девять дней раньше Всемирной организации здравоохранения21b. Я углубился в историю, связанную с Google и гриппом и вспышками заразных болезней, потому что они отображают ранние этапы пути, по которому мы идем, и показывают, как мы можем заплутать, используя большие массивы данных для предсказаний в медицине. Но знать, как мы сбились в пути, важно, если мы собираемся по нему двигаться.

Предсказания на индивидуальном уровне

По сравнению с данными по всему населению, как в случае Google Flu Trends, более мощный эффект достигается комбинацией детальных данных отдельного человека21с с детальными данными остального населения. Вы уже сталкивались с этим раньше. Например, компания Pandora располагает базой данных с предпочитаемыми песнями по более чем 200 млн зарегистрированных пользователей, которые в общей сложности нажали на кнопки «нравится» или «не нравится» свыше 35 млн раз22. В компании знают, кто слушает музыку, когда ведет машину, у кого Android, а у кого iPhone и где живет каждый из них. В результате можно предсказать не только какая музыка понравится слушателю, но даже его политические предпочтения, и компания уже использовала это в целевой политической рекламе во время президентской избирательной кампании и выборов в конгресс. Эрик Бишке, главный научный сотрудник Pandora, cчитает, что их программы по сбору данных позволяют проникнуть в самую суть своих пользователей. И это действительно так, поскольку, чтобы дойти до сути, они интегрируют два слоя больших данных – ваши данные и данные миллионов других людей22.

Используя компании, торгующие данными, типа Acxiom (которые обсуждались в предыдущей главе), Медицинский центр Питтсбургского университета проводит углубленный анализ данных своих пациентов, включая характерное поведение во время шопинга, для предсказания вероятности пользования услугами пунктов оказания первой помощи23. Подобным образом поступает и Организация здравоохранения Северной и Южной Каролины, собирая данные о кредитных картах клиентов – 2 млн человек в своем регионе, чтобы определить пациентов с высокой степенью риска заболеваний (например, через покупки фастфуда, сигарет, спиртных напитков и лекарств)24. Предиктивная модель, используемая в Питтсбурге, показала, что потребители, которые делают больше всего покупок через Интернет и заказывают товары по почте, чаще обращаются в пункты оказания первой помощи, чего организации здравоохранения отнюдь не приветствуют. Обнаруженные взаимосвязи со временем обрастают новыми подробностями, когда информация о нынешних пациентах поступает повторно и большее количество пациентов включается в систему, чтобы лучше предсказывать определенные процессы. Но вопросы конфиденциальности и этичности остаются.