截至2024年，近700万美国人患有阿尔茨海默病。预计到2050年，这一数字将翻一番。这是一个令人望而生畏的前景，我们可能会集体试图忽视它，希望它永远不会成为现实。然而，随着人类最聪明的头脑寻找解决方案，科学界有一个王牌：人工智能。今年2月，加州大学旧金山分校（UCSF）的研究人员在《自然衰老》杂志上发表了一篇论文，详细介绍了他们在使用AI帮助识别阿尔茨海默病早期预警信号方面的努力和成功。
UCSF的博士研究员Marina Sirota在接受《笔记本电脑杂志》采访时说：“在这项研究中，我们利用并应用AI来处理临床数据，构建机器学习模型，以识别哪些患者有更高的风险发展成阿尔茨海默病。我们还探讨了具有预测疾病发作的临床特征，特别关注性别差异。”
他们的模型足够准确，可以在疾病发作前最多七年内预测阿尔茨海默病的诊断，准确率达到72%。有了这样的早期预警，医生可以提前应对症状，使阿尔茨海默病患者能够更长久、更充实的生活。
然而，研究人员的工作并未就此结束。Sirota告诉《笔记本电脑杂志》，下一步是“进一步验证和在独立临床系统中实施这些模型，并探索MS4A6A作为阿尔茨海默病和骨质疏松症的治疗靶点”。简而言之，现在是时候看看这项研究在现实世界临床环境中的表现如何，并探索基因MS4A6A，以寻找更好的阿尔茨海默病和骨质疏松症治疗方法。
这是科学界的巨大成就，也是技术在合适手中能产生多大效果的一个绝佳例子。正如Sirota告诉《笔记本电脑杂志》的那样，“没有AI的使用，这项研究是不可能完成的。”该文章在《笔记本电脑杂志》评选的2024年人工智能最大时刻中排名第23位。如需查看完整的排名和其他类似文章，请参阅《笔记本电脑杂志》特刊《2024年人工智能最大时刻》。
人工智能助力能源、救命药物等领域的突破
提到人工智能，大多数人首先想到的可能是ChatGPT，但这只是人工智能所能提供的一个小小部分。虽然我们许多人用它来生成有趣的图像或总结电子邮件，但世界各地的研究人员正在利用AI进行突破性的发现，解决重大问题，拯救生命。
今年，科学、技术和医学领域出现了大量由AI驱动的突破。从确保聚变电源系统的安全到构建迄今为止最精细的人脑图像，这些进展标志着一个新时代的开始，科学发现和进步现在被AI大大加速。
由UCSF和密歇根大学研究人员领导并于11月在《自然》杂志上发表的一项研究表明，一种AI工具可以帮助外科医生在脑肿瘤手术中识别看不见的癌组织。如果手术后留下哪怕一小部分受影响的组织，癌症性脑肿瘤就可能复发，因此这种工具未来可能对无数人的生活产生重大影响。
UCSF和密歇根大学的研究人员发现，他们的AI工具仅错过了3.8%的癌组织（相比之下，传统方法没有AI辅助的情况下为24%）。这意味着该工具可以成功识别96.2%的癌症性脑组织。
谷歌今年也与哈佛大学和Lichtman实验室合作，在脑研究中应用了AI。5月，谷歌发布了一个“Neuroglancer”图库，展示了人脑内部结构的惊人细节。这些图像是借助AI构建的，作为创建互动3D脑模型的更大努力的一部分。这类研究有助于医生和研究人员更好地理解大脑的工作原理，这在从技术到医学乃至心理学的各个领域都有助益。
医学并不是唯一受益于AI研究的领域。2月，普林斯顿大学和美国能源部普林斯顿等离子体物理实验室的研究团队在聚变电源研究中取得了突破，研究成果发表在《自然》杂志上。
该团队训练了一个AI模型，能够在聚变反应中提前300毫秒预测等离子体不稳定性。这听起来可能不多，但这足以让AI作出反应并防止那些讨厌的不稳定性。这是重大突破，因为这可能解决聚变电源面临的最大挑战之一，聚变电源有可能成为改变世界的清洁能源。尽管控制聚变反应很困难，但像普林斯顿团队开发的AI驱动解决方案可以发挥作用。
人工智能是解开科学奥秘的关键吗？
这些突破只是2024年人工智能驱动研究和进展的冰山一角。
随着AI开发者不断发布越来越先进的模型，其能力逐渐进入科幻领域，我们可能会看到科学和医学领域因AI而取得更多突破性进展。我们已经见证了其中的一些好处，2024年也看到了AI从处理数据转向解决现实世界的问题。
7月，首例完全自动化的牙科手术由AI在先进影像和机器人技术的帮助下完成。
11月，AI成为眼科突破的关键，一名没有眼镜的情况下法律上失明的女性恢复了超过20/20的视力。
这些进展描绘了一个更加迅速、更实惠、更易获得的医疗保健未来，AI能够协助医务人员进行患者的诊断和治疗。展望未来，2025年可能会出现类似的突破，这只有通过采用和普及AI才能实现。
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