AI可通过心脏扫描识别人种分类——这意味着什么及为何重要AI can guess racial categories from heart scans – they’re detecting bias not biological differences

环球医讯 / AI与医疗健康来源:theconversation.com英国 - 英语2025-08-20 22:08:58 - 阅读时长3分钟 - 1030字
本研究表明人工智能能通过心脏扫描以96%准确率识别人种分类,揭示了AI系统并非真正客观,而是会吸收并复制社会结构性偏见。研究深入探讨了种族作为社会建构如何通过医疗数据中的成像伪影被AI捕捉,警示若不采取数据多元化、可解释性改进等解决方案,AI可能加剧医疗不平等。文章通过心脏扫描案例、皮肤科误诊案例及捷径学习现象,系统分析了偏见产生机制及其致命风险。
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AI可通过心脏扫描识别人种分类——这意味着什么及为何重要

设想一个AI模型只需通过心脏扫描就能推断你所属的人种分类,即使它未被明确告知何为种族概念。这听起来像是科幻小说,但近期发表于《对话》的研究证明确有其事。

我与团队近期研究发现,AI模型仅通过分析心脏影像,就能以高达96%的准确率判断患者是否为黑人或白人,即使训练数据未包含任何种族信息。

这一发现挑战了人们对AI客观性的假设,揭示了更深层问题:AI系统不仅反映世界,更会吸收并复制数据中根植的偏见。

种族是社会建构,不是生物分类

现代遗传学早已证明,所谓"种族"内部的基因差异远大于群体之间。种族是社会基于表型特征和祖先构建的分类标签,这些分类无法准确对应生物学特征,却深刻影响着人们的生活体验和医疗资源获取。

尽管如此,许多AI系统仍在学习这些社会标签,因为它们的数据基础正是将种族视为生物事实的世界所产生的。

医疗AI的双刃剑效应

当前医疗AI已能分析胸片、解读心脏扫描,在某些场景诊断速度远超人类医生(如从数分钟缩短至数秒)。医院采用这些工具提升效率的同时,也潜藏着新的风险。

AI系统的非中立性体现在:

  1. 数据不平衡:若训练数据以白人患者为主,系统对深肤色患者的疾病检测准确率可能下降
  2. 捷径学习:模型可能依赖与疾病无关的图像特征(如扫描设备型号)做判断
  3. 陈旧偏见:研究发现某些模型仍在复现"黑人皮肤更厚"等错误医学观念

心脏扫描研究的关键发现

我们发现AI并非通过心脏本身差异判断种族(心脏结构在种族间的可视化差异极少),而是利用了以下信号:

  • 皮下脂肪分布(研究显示BMI相同的黑人群体可能具有更多皮下脂肪)
  • 图像伪影(如运动模糊、噪点等扫描仪特异性特征)

这提示AI捕捉的是社会不平等的影像学表征,而非生物本质差异。

致命风险与解决方案

当严重患者使用非训练数据中的扫描设备时,AI可能误判其病情。这种偏见不仅关乎公平,更直接影响生命安全。

我们提出三大解决方案:

  1. 数据多元化:确保训练集涵盖不同族群,既能提升整体准确性又能减少偏见
  2. 可解释性增强:通过热力图可视化AI决策依据(如本研究方法),帮助医生评估判断合理性
  3. 谨慎处理种族标签:研究者需认识到数据中的种族是社会信号而非生物真相

AI的强大源于它能发现人类忽视的模式,但这把双刃剑也意味着它会放大我们的系统性缺陷。当它学会我们的"捷径",就会以更快的速度、更大的规模重复错误,而医疗决策的失误代价可能是生命。

【全文结束】

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