不久前,《美國實(shí)證醫(yī)學(xué)期刊》刊發(fā)了一篇特殊論文,其特殊在于,其利用獨(dú)特的示蹤劑讓人們看到了“手厥陰心包經(jīng)”,對說不清原理的經(jīng)絡(luò)理論給出了可視化證明。(注:手厥陰心包經(jīng)是中醫(yī)理論中的12經(jīng)絡(luò)之一,經(jīng)絡(luò)不同于血管、筋脈,人體解剖后無法找到)。
這與幾天前召開的第696次香山科學(xué)會議部分議題不謀而合——此次香山會議的議題假說之一,即中醫(yī)學(xué)上的經(jīng)絡(luò)是維持機(jī)體穩(wěn)態(tài)的能量信息的通道,而經(jīng)絡(luò)能夠被可視化,正是會議發(fā)起人、中國工程院院士、九三學(xué)社中央副主席叢斌2019年在學(xué)術(shù)報(bào)告中提出的。
會上,叢斌與其他專家一起,探討了“揭示生命領(lǐng)域三大科學(xué)問題,解析人體信息能量網(wǎng)絡(luò)機(jī)制”等相關(guān)議題。以分子、細(xì)胞等為基礎(chǔ)進(jìn)行生命科學(xué)研究是不是足夠,如果不足夠,那應(yīng)該如何更深入接近生命的真相?關(guān)于這一話題,叢斌也有更深入的思考。
生命之謎越解越多?
認(rèn)識生命體的能量信息網(wǎng)絡(luò)傳遞
叢斌院士從問題出發(fā)提出,人類認(rèn)識生命的探索已經(jīng)走到了分子層面,DNA、蛋白質(zhì)、中心法則,但并沒有揭示出生命的本質(zhì),大多數(shù)疾病的治療至今也沒有實(shí)質(zhì)上的突破。
中國工程院院士、原第四軍醫(yī)大學(xué)校長樊代明從疾病預(yù)防角度出發(fā)提出,中國總死亡人數(shù)的87%因慢性病導(dǎo)致,可是人們對慢病的發(fā)病機(jī)理至今沒有探究清楚,又何談高效地預(yù)防?
中國工程院院士、博奧生物總裁程京從工程學(xué)角度認(rèn)為,中醫(yī)理論中有很多尚未被證明的內(nèi)容,不能被證明并不代表中醫(yī)不科學(xué),而是要我們尋找新的思路、使用新的方案進(jìn)行原創(chuàng)性基礎(chǔ)研究。
面對越解越多的生命之謎,與會專家認(rèn)為,對于生命科學(xué)研究,現(xiàn)有范式難以更進(jìn)一步揭示生命本質(zhì)規(guī)律,必須構(gòu)建新的研究范式,進(jìn)行重大理論框架創(chuàng)新,正視人體能量信息網(wǎng)絡(luò)的傳遞機(jī)制。
“在生命科學(xué)領(lǐng)域,我們習(xí)慣了在三維空間,即以物質(zhì)靜態(tài)的空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究。若想揭示生命本質(zhì),應(yīng)在原有三維的基礎(chǔ)上,加入時間和能量信息網(wǎng)絡(luò)傳遞維度,才能更好地揭示生命物質(zhì)和非生命物質(zhì)演變的四維空間運(yùn)行規(guī)律,解析能量信息在其中的網(wǎng)絡(luò)傳遞機(jī)制?!眳脖筇岢觯芰孔鳛樯顒拥膭恿?,不僅賦能構(gòu)成生命體的各種結(jié)構(gòu),還可以維持體內(nèi)生命物質(zhì)的位移或變構(gòu)等微觀運(yùn)動,同時伴隨體內(nèi)信息的網(wǎng)絡(luò)傳遞。
在叢斌看來,生命的本質(zhì)是蛋白質(zhì)及其他生物大分子的同化作用和異化作用的對立統(tǒng)一運(yùn)動過程。在此過程中,生物大分子以自我更新、自我復(fù)制、自我調(diào)節(jié)的方式維系生命整體活動所表征的高智能、自組織、自穩(wěn)態(tài),新陳代謝、自我修復(fù)、自我繁衍。
“認(rèn)知生命本質(zhì)的重大基礎(chǔ)研究就是對這一過程進(jìn)行系統(tǒng)全面解析,揭示隨時間變化而變化的生物大分子結(jié)構(gòu)動態(tài)變化特征、瞬時屬性,以及由此而決定的細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能狀態(tài),探索在不同健康狀況、不同基因結(jié)構(gòu)、不同生活方式和所處不同生活環(huán)境下的人體生物大分子變構(gòu)及細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能狀態(tài)的動態(tài)變化規(guī)律?!眳脖笳f。
能否解釋許多疾病本質(zhì)?
醫(yī)學(xué)發(fā)展的面臨現(xiàn)實(shí)窘境
“當(dāng)前,人們對疾病的認(rèn)知和治療并沒有本質(zhì)突破,依然使用天然的和化學(xué)合成的物質(zhì)對抗治療疾病,對整體生命活動改善還非常有限,甚至某些疾病的治療方法還出現(xiàn)了退步?!眳脖筇岬剑蛑委熾m寄予了厚望,但現(xiàn)代基因之父沃森卻忠告,要想通過基因序列治療癌癥和其他疾病,可以說是沒價值的。外科手術(shù)盡管越來越“微創(chuàng)”,但是仍未改變其以丟掉組織為代價來治療疾病的傳統(tǒng)療法。此外,互聯(lián)網(wǎng)+人工智能也沒能真正實(shí)現(xiàn)醫(yī)學(xué)與信息科學(xué)的融合,邁向相互促進(jìn)的發(fā)展模式。
馬克思曾斷言:“一門科學(xué)只有當(dāng)它達(dá)到了能夠成功地運(yùn)用數(shù)學(xué)時,才算真正發(fā)展了。”
“現(xiàn)代科學(xué)是建立在受控實(shí)驗(yàn)所得到的公理上,具有公理性、可計(jì)算性和可驗(yàn)證性;而醫(yī)學(xué)研究則是建立在結(jié)構(gòu)學(xué)、功能學(xué)和生物實(shí)驗(yàn)觀察之上的,這些實(shí)驗(yàn)所得的觀察結(jié)果大多未能實(shí)現(xiàn)數(shù)理邏輯上的公理化?!眳脖笾赋?,數(shù)學(xué)家在生物學(xué)中取得的成功遠(yuǎn)不及在物理化學(xué)領(lǐng)域,在很大程度上沒有形成計(jì)算醫(yī)學(xué)的研究范式。借助DNA雙螺旋依然只能觀測基因結(jié)構(gòu)的一些二維生命現(xiàn)象,還未能系統(tǒng)揭示其三維、四維的內(nèi)在分子互作關(guān)系上的數(shù)理邏輯機(jī)制。
現(xiàn)代醫(yī)學(xué)依然不能清晰解釋許多疾病的本質(zhì),更談不上對生命本質(zhì)的基礎(chǔ)科學(xué)問題的揭示,還不知曉能量與信息在人體內(nèi)部的互聯(lián)互通,以及與人體外部環(huán)境的交換是何種生物物理模式。對此,叢斌說,亟待建立科學(xué)研究新范式,系統(tǒng)刻畫人體數(shù)字生命運(yùn)行系統(tǒng)。
如何進(jìn)行多學(xué)科交叉?
推動生命科學(xué)研究走向系統(tǒng)性和全面認(rèn)知
機(jī)電工程專業(yè)是程京院士的老本行,他的團(tuán)隊(duì)將“中醫(yī)目診”的工作在人工智能(AI)上實(shí)現(xiàn),并達(dá)到了93%以上的準(zhǔn)確率。
“在大數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,我們訓(xùn)練了AI模型。更重要的是,這個AI發(fā)現(xiàn)了更深入的事情,在眼睛‘心區(qū)’出現(xiàn)斑點(diǎn)的人與‘小腸區(qū)’出現(xiàn)斑點(diǎn)的人高度吻合。”程京說,大數(shù)據(jù)充分地證明了中醫(yī)“心與小腸相表里”的學(xué)說。
心與小腸距離遙遠(yuǎn),怎么會在生命活動中有關(guān)聯(lián)呢?大數(shù)據(jù)證明了這樣的聯(lián)系確實(shí)存在。這意味著,通過大數(shù)據(jù)、人工智能等手段,以超級算力為基礎(chǔ),可以不斷將生命組織結(jié)構(gòu)間的關(guān)聯(lián)解析出來。
“過去的醫(yī)學(xué)研究建立在結(jié)構(gòu)學(xué)、功能學(xué)和生物實(shí)驗(yàn)觀察之上的,在對人的整體生命活動規(guī)律認(rèn)知時仍停留在局部化、碎片化層面?!保沂旧举|(zhì),不能是只見樹木不見森林,也不能只見森林不見樹木,而是要既見樹木,也見森林。叢斌認(rèn)為,生命系統(tǒng)具有非線性多層次開放性特征,處于復(fù)雜多變的時空環(huán)境中。面對生命與健康的多組元、多尺度、跨時空、跨層次的相互作用的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)化表征,只有建立學(xué)科交叉、知識融合、技術(shù)集成的科學(xué)技術(shù)體系,才有可能揭示人體能量信息網(wǎng)絡(luò)化復(fù)雜巨系統(tǒng)。
如今,基因組學(xué)、蛋白組學(xué)、代謝組學(xué)等系統(tǒng)生物學(xué)的發(fā)展,使得獲取海量生命活動數(shù)據(jù)成為可能,這正推動著相關(guān)產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)變。
為推進(jìn)產(chǎn)業(yè)對于生命問題進(jìn)行多角度認(rèn)知,制度方面已有所落地,例如2019年12月1日起施行的《中華人民共和國藥品管理法》,鼓勵對人體具有多靶向系統(tǒng)性調(diào)節(jié)干預(yù)功能等的新藥研制,推動藥品技術(shù)進(jìn)步。
“用人工智能刻畫人體全息生命系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,以定性定量定位描述生命活動的狀態(tài),包括健康水平、疾病程度及治療效果等?!眳脖髲?qiáng)調(diào),當(dāng)務(wù)之急是融合各學(xué)科的力量,確立科學(xué)研究的新范式,促進(jìn)生命科學(xué)與大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、量子計(jì)算等領(lǐng)域深度融合,驅(qū)使生命科學(xué)邁向“數(shù)據(jù)密集型”科學(xué)研究范式,構(gòu)建數(shù)字生命與全息人體,通過 “數(shù)字孿生”的人體推動生命科學(xué)研究走向系統(tǒng)性和全面認(rèn)知。
叢斌認(rèn)為,“這樣不僅有助于我們洞察人體變化、探究致病機(jī)制、精確疾病診療,還可以有效開展疾病預(yù)防、指導(dǎo)保健實(shí)踐,助力健康中國建設(shè)?!?/p>
(綜合《科技日報(bào)》《中國科學(xué)報(bào)》報(bào)道整理)