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19 Agosto 2019

El error de Hawking que esperamos

La implementación de la inteligencia artificial en medicina evidencia logros que no están al alcance de la capacidad humana. Sin embargo, antes de morir el astrofísico advirtió que esta tecnología, cuyo desarrollo es inevitable, representa una amenaza para la humanidad.

El 28 de junio de 2009, Stephen Hawking, quizás el científico más influyente del último siglo, organizó una fiesta en la Universidad de Cambridge. Un elegante salón de la casa de estudios de Reino Unido y copas de champán esperaban a los comensales, pero nadie llegó. Tamaño desagravio al fallecido astrofísico y cosmólogo (1942-2018) es algo que cuesta imaginar, imperdonable bajo cualquier circunstancia, salvo una: las invitaciones fueron enviadas al día siguiente.

Suena extraño, sin embargo, existe una “sencilla” explicación para esta curiosa celebración. Hawking quería comprobar que los viajes en el tiempo pueden ser realidad. De hecho, un cartel de bienvenida alusivo a estos viajeros colgaba del techo y él permaneció largos minutos con su mirada fija a la puerta de entrada, para luego exclamar “¡qué lástima, nadie vino!”.

En un documental emitido en 2010, el científico comentó su deseo de que copias de su invitación, que detallaban las coordenadas exactas en tiempo y espacio de la fiesta, sobrevivieran en cualquier formato durante miles de años. “Quizás, algún día, alguien viviendo en el futuro va a encontrar la información y usará una máquina del tiempo para asistir, probando que, un día, los viajes en el tiempo serán posibles”. 

Si bien las paradojas del tiempo impiden calificar como fallida la celebración de Hawking, en su carrera hay otros hechos que sí son considerados como tales. Por ejemplo, aseguró que el bosón de Higgs no existía, error por el cual tuvo que retractarse e incluso pidió el premio Nobel de Física para su descubridor.

En este contexto, una de sus frases, lapidaria como acostumbraba, genera particular controversia para la medicina. En diciembre de 2014 planteó que “la inteligencia artificial augura el fin de la raza humana”. “Hasta ahora ha probado ser muy útil, pero temo que una versión más elaborada pueda decidir rediseñarse por cuenta propia e incluso llegar a un nivel superior. Los humanos, que son seres limitados por su lenta evolución biológica, no podrán competir con las máquinas, y serán superados”, advirtió.

Mientras aquello no suceda, esta herramienta tecnológica avanza velozmente y su influencia en el área de la salud es cada vez mayor. En Estados Unidos, investigadores utilizan inteligencia artificial (IA) para identificar en etapas precoces indicios de esquizofrenia y otras enfermedades mentales, estudio que en sus resultados preliminares muestra un 93% de precisión.

El trabajo se publica en la revista Nature Schizophrenia (doi: 10.1038/s41537-019-0077-9), donde se detalla cómo se descubrieron variaciones imperceptibles en el uso del lenguaje, las que combinadas permiten obtener un diagnóstico certero y oportuno. “La transición a la psicosis viene indicada por baja densidad semántica y por las referencias a voces y sonidos”, explicaron Neguine Rezaii, Elaine Walker y Phillip Wolff, autores del estudio.

Para esto utilizaron lo que se denomina aprendizaje automático (machine learning), sistema mediante el cual un computador trabaja sin una programación explícita de búsqueda, sino que basa su labor en las experiencias adquiridas durante el propio proceso. Así, a medida que incorpora datos, realiza una exploración intuitiva para identificar rasgos específicos o características desapercibidas por los humanos. 

“Identificar esos rasgos sutiles en una conversación es como tratar de ver gérmenes microscópicos a simple vista, sin embargo, este estudio demuestra que los indicadores de la salud mental futura pueden extraerse del lenguaje natural de las personas utilizando métodos computacionales. Nuestro enfoque incluyó el desarrollo de un algoritmo matemático para desmenuzar los componentes de significado de una oración, así como una tubería computacional para identificar los tipos de contenido de pensamiento que son potencialmente diagnósticos de enfermedades mentales. Finalmente, mostramos cómo los indicadores lingüísticos de la salud mental, la densidad semántica y las voces pueden predecir el inicio de la psicosis con altos niveles de precisión”, argumentaron.

Según los investigadores, además de predecir el inicio de la esquizofrenia, los métodos proporcionan información sobre los procesos de pensamiento afectados en la aparición de la patología. “Nuestros resultados de palabras aleatorias mostraron que la densidad semántica era una función de la forma en que las palabras se organizaban en oraciones, no simplemente qué palabras se usaban. Por lo tanto, los resultados son consistentes con el trabajo que sugiere que estos pacientes tienen impedimentos en la integración de palabras para generar un significado de orden superior. Así, se amplía la literatura sobre cómo los métodos computacionales pueden usarse para predecir y diagnosticar la esquizofrenia a partir del habla”.

Es elemental, Watson

Revistas científicas publican una serie de trabajos relacionados con inteligencia artificial y sus enormes ventajas comparativas en la aplicación biomédica. Su capacidad de diagnóstico en oncología, enfermedad renal diabética, patología cardiovascular y degeneración macular, entre otras, así como su creciente rol en radiología, desarrollo de nuevos fármacos y análisis del genoma de un paciente, están ampliamente descritos.

La IA está cambiando de forma gradual la medicina, campo que recibe además el avance de otras tecnologías como el Big Data, la impresión 3D, el aprendizaje automático y la utilización clínica de algoritmos. Con el progreso en la adquisición de datos digitalizados y la infraestructura informática, esta herramienta se está expandiendo a áreas que hasta hace poco estaban reservadas exclusivamente para los humanos, como las cirugías de alta complejidad.

“La inteligencia artificial no va a sustituir a los médicos. Es un aliado”, afirma el ingeniero Juan José Cerrolaza, investigador del Laboratorio BioMedIA del Imperial College de Londres, quien trabaja en un proyecto de imagenología fetal.

Claro que para disponer de todo este potencial es necesario entrenar cuidadosamente a las máquinas, una tarea que está lejos de ser sencilla. Por ejemplo, en la Universidad de Valencia (España) elaboran un sistema para detectar el cáncer de mama, fundamentado en los mismos conceptos que utilizaron los físicos de partículas para descubrir el bosón de Higgs.

Una forma de entrenamiento se basa en el proceso lógico de diagnóstico que siguen los médicos y en su habilidad de inferir a partir de su propia experiencia. La otra estrategia se denomina deep learning o aprendizaje profundo, método que utiliza la información de miles de casos clínicos para que el computador adquiera un enorme conocimiento. En ese sentido, en Reino Unido se lleva a cabo un proyecto que busca crear una base de datos de acceso libre con imágenes médicas, informes y hábitos de vida de 100 mil voluntarios.

En paralelo, en hospitales de Estados Unidos, India, México, Tailandia, Eslovaquia y Corea del Sur se ha implementado un sistema de IA desarrollado por IBM. Fue bautizado “Watson” y es un superordenador que asesora a médicos, sugiriendo tratamientos personalizados en base a estudios científicos e historiales de los pacientes. Particularmente, en el Memorial Sloan Kettering Cancer Center de Nueva York lo han “alimentado” con un volumen gigantesco de información sobre 13 tipos de cáncer: 300 revistas científicas, cientos de libros y más de 15 millones de textos reflejan su incomparable capacidad de procesamiento e interpretación de datos.

Una investigación realizada por el Manipal Hospital (India) y publicada en 2018 en Annals of Oncology (doi: 10.1093/annonc/mdx781) da cuenta que las propuestas terapéuticas para cáncer de mama de Watson coincidieron, en un 93% de los casos, con las del comité multidisciplinar de tumores del recinto asistencial.

Por ahora, el balance de la implementación de la inteligencia artificial en medicina es positivo y todo hace pensar que sus avances se multiplicarán en el corto plazo. Su expansión hacia la epidemiología y salud pública supone un acceso universal que traería consigo importantes beneficios que impactarían a todas las comunidades, sin embargo, también se deben abordar una serie de dilemas éticos antes de abrirse a su completa masividad. Jamás olvidar que la IA representa solo una herramienta de apoyo y que la decisión final siempre estará en manos de un médico pareciera ser la premisa.

Un desarrollo controlado y responsable es fundamental y única fórmula para minimizar cualquier riesgo. Solo así podremos confiar en que la inquietante proyección de Stephen Hawking es simplemente un error y la raza humana podrá coexistir en completa armonía con esta tecnología.

Por Óscar Ferrari Gutiérrez

Mundo Médico

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