你相信嗎？只要上傳腦部核磁共振（MRI）圖件，就能預測你在未來(lái)患老年癡呆癥的幾率有多大。這件事情聽(tīng)起來(lái)有點(diǎn)炫酷，但一家創(chuàng )辦于2015年的公司可能在不久的將來(lái)就能做到。

　　AvalonAI公司總部位于英國倫敦，致力于攻克老齡疾病，尤其是阿茨海默癥（老年癡呆癥）這類(lèi)的神經(jīng)退行性疾病。他們利用深度學(xué)習技術(shù)開(kāi)發(fā)計算機醫學(xué)影像診斷工具，目前對老年癡呆的有效預測準確率已經(jīng)達到了75%。

　　“我們的終極目標是治療衰老。”AvalonAI的目標顯得野心勃勃。創(chuàng )始人之一AlejandroGrabotevsky說(shuō)：“解決衰老這件事情非常有意義。如果你不再衰老，你就擁有了全世界的時(shí)間，可以解決其他所有的重要問(wèn)題。”

　　志同道合的創(chuàng )始人

　　公司的創(chuàng )始人是兩個(gè)志同道合的男孩：OliviervandenBiggelaar和AlejandroVicenteGrabovetsky。他們都是出自名牌大學(xué)的學(xué)霸。OliviervandenBiggelaar是一個(gè)軟件工程師，他在布魯塞爾大學(xué)就讀博士期間曾經(jīng)在一個(gè)大型視頻流平臺工作，并建立了一個(gè)復雜的機器學(xué)習系統。在一次比利時(shí)的商業(yè)計劃競賽中，Olivier獲得前二的成績(jì)（10,000€獎金）。

　　另一個(gè)創(chuàng )始人AlejandroVicenteGrabovetsky是在劍橋大學(xué)攻讀的博士、在荷蘭內梅亨大學(xué)做過(guò)博士后，他曾參與研發(fā)的神經(jīng)成像機器現在被全世界的實(shí)驗室廣泛使用，還5次獲得全國、國際的交流獎項，完全稱(chēng)得上是一名認知神經(jīng)學(xué)家。

　　他們一直都有攻克老齡疾病的共同心愿。兩個(gè)人隨即打算把這個(gè)美好愿景變?yōu)楝F實(shí)，于是有了創(chuàng )辦AvalonAI這個(gè)念頭（Avalon阿瓦隆是凱爾特人傳說(shuō)的精靈之國、長(cháng)生之地）。順著(zhù)這個(gè)思路下去，他們發(fā)現糖尿病、癌癥等年齡相關(guān)疾病的研究都有不少基金支持，并且經(jīng)常被醫學(xué)界強調；而老年癡呆癥的基金卻很少，一定程度上是因為這個(gè)疾病至今都沒(méi)有成功的解決方案，臨床試驗的失敗率太高了。別人知難而退，學(xué)霸偏要迎難而上！

　　他們研究老年癡呆癥這個(gè)方向，其實(shí)還源自一個(gè)很私人化的原因：兩個(gè)人的祖母都受到老年癡呆的折磨。AvalonAI的主頁(yè)上寫(xiě)著(zhù)這么一句話(huà)：“高齡疾病中最恐怖的，是像阿茨海默癥這類(lèi)的神經(jīng)退行性疾病。一旦患病，我們的身份認知和人格尊嚴將被逐漸剝奪得分毫不剩。”這種沉痛也許是親眼見(jiàn)證親人患上這種無(wú)法治愈的病，才能有的體會(huì )吧。

　　深度學(xué)習＋磁共振成像技術(shù)

　　Olivier和Alejandro可以說(shuō)分別是深度學(xué)習和神經(jīng)醫學(xué)影像方面的專(zhuān)家。他們發(fā)現，過(guò)去的老年癡呆癥臨床試驗大多數都集中在對晚期癥狀的研究上，這時(shí)候受試者的大腦已經(jīng)嚴重損傷了。而他們則認為，在出現癡呆癥早期癥狀時(shí)，在大腦的損傷剛剛開(kāi)始時(shí)，就應該當機立斷地把疾病扼殺在搖籃中。

　　那么問(wèn)題來(lái)了，怎么把兩人的深度學(xué)習知識和MRI成像知識結合起來(lái)，來(lái)判斷一張腦部掃描圖像里的腦損傷顯示呢？

　　根據神經(jīng)科學(xué)的知識，目前醫學(xué)界診斷癡呆癥病情程度的生物指標主要有兩個(gè)：一是海馬體（相當于大腦記憶芯片）的大??；二是腦室的大小，因為腦室體積會(huì )隨著(zhù)腦組織退化而增大。另外，他們還想細致地研究大腦灰質(zhì)和白質(zhì)的變化、腦脊液的情況，觀(guān)察大腦從輕微認知損害發(fā)展成老年癡呆的過(guò)程中，這些物質(zhì)會(huì )有什么相應的改變。

　　要進(jìn)行這些研究，首先需要制作一個(gè)大腦3D磁共振圖像，把它與其他樣本進(jìn)行對比，然后用卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )(CNNs)的技術(shù)來(lái)對這個(gè)圖像里的大腦做特征分析。卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )的原理和人的皮膚類(lèi)似——網(wǎng)絡(luò )的每一層都提取這個(gè)大腦掃描圖中一些簡(jiǎn)單的特征，然后層層疊加，重新組合成復雜的特征集合。這種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )的分析方法不僅需要橫向分析同等失智程度大腦的相似特征，還需要縱向比較不同失智程度大腦的相異特征。通過(guò)層層分析對比，就能夠判斷大腦是否損傷，或者失智程度有多嚴重。

　　健康數據短缺

　　擺在團隊面前的最大問(wèn)題是數據的短缺！苦心鉆研的AlejandroVicente在網(wǎng)上發(fā)表了一篇名為《健康數據危機》的文章，呼吁醫療行業(yè)開(kāi)放更多現存醫學(xué)影像資料。文中提到，數據和計算機技術(shù)已經(jīng)讓很多行業(yè)產(chǎn)生了翻天覆地的革新，而保守的醫療行業(yè)卻遲遲沒(méi)有進(jìn)展，就是因為醫院不愿把糖尿病、癌癥、阿茨海默癥等病例資料貢獻出來(lái)做研究，白白地浪費寶貴的資源。

　　他還做了這么一個(gè)假設推斷：全世界有超過(guò)三萬(wàn)六千臺MRI成像機器，其中做腦部成像的大概有1/4。假設一臺機器一周工作5天，一天8個(gè)小時(shí)，給一個(gè)病人做一張有效的掃描圖需要1小時(shí)。一年掃描圖總數=36,000臺機器*250天/年*8張/天，算下來(lái)一年會(huì )產(chǎn)生7200萬(wàn)張圖，其中1800萬(wàn)張是腦部掃描圖，也就是一天5萬(wàn)張。這還是按照最少的情況算的，實(shí)際情況遠遠不止這個(gè)數。

　　他還說(shuō)，非常感謝目前向AvalonAI提供腦部影像資料的一些大大小小的醫學(xué)科研機構。但是直到今天，所有這些機構提供的數據加起來(lái)都不超過(guò)5萬(wàn)份。雖說(shuō)科研機構的資料比臨床資料更全面、品質(zhì)更好，但是它的數量實(shí)在是太少了，還不及臨床資料一天產(chǎn)生的量。

　　“在這個(gè)大數據時(shí)代，想到那么多寶貴資料就白白地躺在醫院和診所的硬盤(pán)里，我內心的數據科學(xué)家都在流淚。”Alejandror說(shuō)道。

　　對于數據的安全性，AvalonAI承諾會(huì )嚴格保護患者的隱私。他們提到，在做研究時(shí)會(huì )將圖頭設置為匿名，把名字、生日、做MRI掃描的時(shí)間地點(diǎn)統統抹去。即使這樣還是會(huì )有風(fēng)險：即使其他什么信息都不透露，有的人可能還是會(huì )被別人從一堆匿名的圖中認出來(lái)。

　　AvalonAI對此表示，他們會(huì )想辦法把臉部特征特殊處理一下，但是不能說(shuō)這樣就絕對保險了。對比起一手資料給醫學(xué)研究帶來(lái)的巨大貢獻，這個(gè)風(fēng)險帶來(lái)的壞處可以說(shuō)是微不足道的。

　　醫學(xué)深潛

　　3年前深度學(xué)習的技術(shù)革命還沒(méi)開(kāi)始的時(shí)候，根本想不到還可以用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )的技術(shù)來(lái)研究老年癡呆癥?，F在由于計算機性能和數據基礎越來(lái)越強大，我們迎來(lái)了深度學(xué)習用于臨床成像診療的轉折點(diǎn)。這對于神經(jīng)放射學(xué)專(zhuān)家是個(gè)好消息，這項技術(shù)不僅可以省時(shí)，還能使診斷高度精準。對于制藥公司來(lái)說(shuō)，他們可以只對短時(shí)間內有癡呆癥惡化風(fēng)險的病人進(jìn)行藥物治療，在臨床試驗上節省大量開(kāi)支。

　　盡管如此，現在深度學(xué)習在醫學(xué)上更多還是用于醫治率更高的疾病，比如分析中風(fēng)、某些癌癥的CT掃描圖。AvalonAI是首個(gè)把深度學(xué)習用于預測老年癡呆癥的公司。

　　據AvalonAI稱(chēng)，他們的資料庫里已經(jīng)有8萬(wàn)個(gè)掃描圖件，但通常建一個(gè)診斷模型就要用1萬(wàn)個(gè)圖件。雖然已經(jīng)取得75%的判斷準確率，但憑現在的預測水平，還不能投入醫學(xué)診斷。不過(guò)據他們估計，在測試的圖件達到10萬(wàn)至100萬(wàn)份的時(shí)候，這項技術(shù)就可以邁過(guò)臨床診斷的門(mén)檻，真正投入使用。

　　合作伙伴

　　AvalonAI合作者眾多

　　有3位顧問(wèn)是來(lái)自EntrepreneurFirst的投資人：ChrisMairs、AliceBentinck、MattClifford。有一位顧問(wèn)是來(lái)自大學(xué)認知與腦科學(xué)研究所的RikHenson教授，他在衰老相關(guān)記憶損傷領(lǐng)域的研究屬世界知名；另一位顧問(wèn)是來(lái)自Donders認知神經(jīng)科學(xué)腦成像技術(shù)研究中心的ChristianDoeller，他對內側顳葉（大腦中掌管記憶和空間表征的區域）相關(guān)知識了如指掌，而阿茨海默癥等大腦退行性疾病會(huì )對這一區域造成影響。

　　2016年3月，與一家名為ZebraMedicalVision的醫學(xué)影像分析公司（與AvalonAI一樣是采用深度學(xué)習來(lái)進(jìn)行影像分析診療）成為合作伙伴。這家公司研究的內容包括骨骼、肝、肺、心血管、腦。