文/Annie Brown

在过去的十多年里，干细胞研究和再生医学一直是医疗保健行业的狂热，这是一个微妙的领域，在过去几年里已经看到了稳步的进步。

再生医学的前景虽然简单，但意义深远。有一天，医学专家将能够诊断出一个问题，移除我们体内的一些被称为干细胞的细胞，并用它们培养出治疗我们疾病的药物。利用我们的身体细胞将创造出一种高度个性化的治疗方法，与我们的基因和系统相协调。

对于外行来说，这一医学领域经常使用的术语可能会有点模糊，所以在本文中，我在很大程度上依赖于神经生理学家和干细胞专家Christian Drapeau的见解。

Drapeau是最早发现并开始谈论干细胞是人体修复系统的人之一，这是在21世纪初。从那时起，他发现了第一个干细胞动员剂，他的研究证明了AFA (水华束丝藻)提取物能够促进肌肉损伤的修复。

Christian Drapeau也是干细胞研究公司Kalyagen的创始人，也是Stemregen的制造商。这种干细胞动员剂结合了Drapeau发现的一些最有效的干细胞动员剂，从而为各种疾病创造了有效的治疗方法。

干细胞治疗到底是如何起作用的?它是如何实现其提高我们再生或自我修复能力的承诺?

Drapeau为我们解释了这个概念：

“干细胞是由骨髓产生的母细胞或空白细胞。当它们从骨髓中释放出来时，干细胞可以移动到身体的任何器官和组织，在那里它们可以转化为该组织的细胞。干细胞构成了身体的修复系统。”

这一功能的发现使科学家们踏上了探索如何利用干细胞治疗疾病的漫长旅程，这些疾病基本上是由细胞损失引起的。糖尿病和与年龄相关的退行性疾病等疾病都与某种细胞或细胞功能的丧失有关。

然而，Drapeau的研究在过去几十年里发现，有一些自然发生的物质显示出从骨髓中释放干细胞的能力。然后这些干细胞进入血液，从那里它们可以到达体内细胞缺陷或损伤的部位，以帮助愈合和再生。这个过程被称为内源性干细胞动员(ESCM)。

Drapeau解释说：“Stemregen是我们迄今为止最有效的产品，它在治疗内分泌系统、肌肉、肾脏、呼吸系统，甚至勃起功能障碍方面都显示出了出色的效果。”

尽管到目前为止已经取得了惊人的进展，但Drapeau和我都关心的一个问题是，如何将这种创新与另一种令人兴奋的创新结合起来：人工智能。

这有可能吗?Drapeau是一名人工智能爱好者，他解释说，人工智能已经成为干细胞研究的救星，而且有更大的潜力。

仔细观察，人工智能在干细胞研究和再生医学等领域发挥了巨大作用。

科学家们在实现再生医学的全部承诺时，一直面临的一个障碍是现有数据的复杂性。细胞之间的差异如此之大，以至于科学家们很难预测细胞在任何特定的治疗方案中会做什么。科学家们面临着数百万种药物治疗可能出错的方法。

大多数人工智能专家认为，在几乎任何领域，只要在数据分析和预测分析方面出现问题，人工智能都可以提供解决方案。

美国国家标准与技术研究所(NIST)的生物学家Carl Simon和 Nicholas Schaub最近利用深度神经网络(DNN)测试了这一假设。DNN是一种人工智能程序，用于处理他们在眼细胞实验中收集的数据。他们的研究围绕着年龄相关性眼睛退化的原因和解决方法展开。结果令人震惊：在被要求做出的36个预测中，人工智能只做出了一个关于细胞变化的错误预测。

他们的项目学习了如何从细胞的注释图像中预测不同场景和设置下的细胞功能。它很快就能快速分析实验室培养的眼组织的图像，从而对组织进行好坏分类。这一发现引起了干细胞研究领域的乐观情绪。

Drapeau解释了为什么这如此令人兴奋：

“当我们笼统地谈论干细胞时，我们说‘干细胞’好像它们都是一个东西，但干细胞有很多不同的类型。例如毛囊和牙髓干细胞含有神经元标记物，可以很容易地转化为神经元修复大脑。此外，正在修复的组织必须发出信号来吸引干细胞，并且必须分泌化合物来刺激干细胞的功能。使用人工智能对需要修复的组织进行复杂分析，并对任何特定个体的组织状况进行分析，将有助于选择正确类型的干细胞和该干细胞群中最好的细胞，以及伴随的治疗，以优化基于干细胞的组织修复。”

Christian Drapeau 图源：Kalyagen

在今年2月发表在《干细胞》（Stem Cells）杂志上的一项研究中，东京医科和齿科大学(TMDU)的研究人员报告称，他们的人工智能系统DeepACT已经成功识别出健康、多产的皮肤干细胞，其准确性与人类相同。这一发现进一步强化了Drapeau关于人工智能在该领域潜力的论点。

此次实验的成功归功于人工智能的机器学习能力，但预计深度学习可以被有益地引入再生医学。对于这些可能性有许多未来的预测，但其中许多并不像乍一看那样遥不可及。

研究人员认为，人工智能可以帮助快速将再生医学转化为临床实践；该技术可用于预测细胞在不同环境中的行为。因此，可以假设，它可以用来模拟人类环境。这意味着研究人员可以更快地获得深入的信息。

也许最大胆的期望是使用人工智能来开创器官3D打印的可能性。在器官短缺是一个残酷现实的世界里，这肯定会派上用场。人工智能算法可以用来确定人造器官的最佳材料，了解治疗过程中的解剖学挑战，并设计器官。

干细胞真的能和其他生物材料一起用于3D打印器官的生长吗?如果这是可能的，那么起搏器将很快让位于3D打印心脏。3D打印的心脏瓣膜在印度已经成为现实，这使其更有可能成为现实。

虽然所有这些可能性都让Drapeau兴奋不已，但他相信，人工智能在数据分析和预测方面的能力(目前已被大量使用)，将成为其对干细胞研究最有益的贡献；

“已经有研究表明，放置在心脏结缔组织(心脏的柔软骨骼)上的干细胞可以引导新心脏的整个形成。干细胞有巨大的再生潜力。人工智能可以通过帮助建立这种类型的再生可以在体内协调的条件，将这一水平提升到另一个水平。但我们必须感谢我们已经拥有的，在过去的20年里，我研究了内源性干细胞动员，今天我们在Stemregen上取得了如此惊人的结果，这证明再生医学已经取得了成功。”

随着人工智能不断超越行业界限，我们只能坐等它实现其全部潜力承诺。谁知道呢?也许人工智能真的可以改变世界。

Annie Brown为福布斯撰稿人，表达观点仅代表个人。

译 Stephen