Искусственные нейронные сети представляют собой математические модели, а также их программные аппаратные реализации, выстроенные по принципу организации и функционирования биологических нейронных сетей. Они состоят из элементов, называемых математическими нейронами: каждый такой нейрон, получая информацию, присваивает ей высокие коэффициенты, производит над ней вычисления и передает дальше [1]. Соединенные и взаимодействующие между собой математические нейроны образуют, соответственно, нейронную сеть, способную решать поставленные перед ней задачи, в частности диагностические и прогностические. Именно по этой причине такие сети приобретают все большую популярность в различных отраслях медицины, например: кардиологии, онкологии, пульмонологии, рентгенологии, неврологии, психологии. Объемный массив результатов опытно-экспериментальных исследований является прямым доказательством эффективности применения искусственных нейросетей [2, 3].

Как обучается и работает ChatGPT. Отдельного внимания заслуживают технологии, разрабатываемые на базе Open API (Аpplication Programming Interface – открытый интерфейс прикладного программирования), для быстрой и безопасной передачи и анализа больших данных. Одной из таких технологий, произведших революцию в практическом применении искусственного интеллекта (ИИ) для решения задач медицины, является ChatGPT (Chat Generative Pre-trained Transformer – генеративный предобученный трансформер), дата рождения которого – 30 ноября 2022 года. В основе данной языковой модели лежит нейронная сеть, которая в ответ на текстовые запросы генерирует ответы, максимально приближенные к естественному человеческому языку. Для глубокого обучения ChatGPT использовали обширную базу данных, найденных в интернете, с применением методики контролируемого обучения, а также обучение с подкреплением на основе отзывов пользователей. Новая версия чат-бота – GPT-4, представленная в марте 2023 года, оказалась одним из самых масштабных и эффективных инструментов ИИ-обработки и в настоящее время позиционируется как более точная и этичная с медицинской точки зрения [4, 5].

Диапазон возможностей ChatGPT достаточно широк. Нейросеть может писать и корректировать коды, искать информацию по запросу, создавать сценарии и тексты разных типов, составлять электронные письма, мета-теги, писать музыку, рифмовать, анализировать данные и создавать отчеты.

ChatGPT в здравоохранении. Для сферы здравоохранения повсеместное применение ИИ также открывает большие возможности, которые, в конечном счете, нацелены на повышение качества медицинской помощи и улучшение исходов лечения пациентов. Благодаря способности формировать на различные запросы ответы, близкие к человеческим, ChatGPT является ценным инструментом как в медицинской практике для врачей и пациентов, так и в научных исследованиях и образовании [6, 7]. С помощью ChatGPT медицинские специалисты могут отслеживать международные данные о состоянии здоровья населения в режиме реального времени. Анализируя обширные данные из разных источников, в том числе новостные сообщения и базы данных систем общественного здравоохранения, ChatGPT может выявлять тенденции и отклонения, свидетельствующие о возникновении и распространении различных заболеваний. На основании наблюдений ChatGPT может автоматически уведомлять органы общественного здравоохранения, медицинские организации и широкую общественность, чтобы те могли своевременно принять меры для ограничения распространения заболеваний [4].

У ChatGPT есть потенциал для оптимизации процесса составления и ведения медицинской документации, включая медицинские карты, клинические записи и автоматически составленные сводки о взаимодействиях с пациентами. Медицинские работники высшего и среднего звена могут надиктовывать ChatGPT свои записи, из которых чат-бот сможет извлечь и обобщить наиболее значимые данные, например: симптомы, диагнозы и полученное лечение. Нейросеть можно использовать для извлечения информации из документации пациентов, например: результатов лабораторных исследований, протоколов визуализирующих исследований, повышая тем самым эффективность и точность управления медицинскими данными [8].

В клинической практике ChatGPT может оказаться полезным инструментом для медицинских работников, поскольку способен предоставить рекомендации о доказательных практиках в режиме реального времени [9]. Безусловно, конечную ответственность за принимаемые клинические решения несет врач, ChatGPT может лишь систематизировать рекомендации о выборе лечения, исходя из наблюдаемых у пациента симптомов и анамнеза, предложить подходящие варианты лечения для определенных заболеваний, предупредить врача о возможных лекарственных взаимодействиях и предоставить клинические рекомендации для сложных медицинских случаев. С такой поддержкой врачи смогут принимать обоснованные решения, которые будут улучшать исходы лечения у пациентов. Медицинские специалисты с помощью ChatGPT могут получать новости о создании новых препаратов, отзывах их с рынка и значимых достижениях в фармацевтической отрасли [10].

ChatGPT оказался очень полезным для пациентов. Его активно стали использовать для создания виртуальных алгоритмов, с помощью которых пациенты могут самостоятельно выявлять симптомы и оценивать, нужно ли им обращаться за медицинской помощью, и если «да», то к какому лучше специалисту. Такие алгоритмы могут подсказывать дальнейшие действия, в том числе меры самопомощи до обращения к врачу. Не секрет, что пациенты часто испытывают трудности с применением нескольких лекарственных препаратов и соблюдением рекомендаций по их дозам. ChatGPT может оказать помощь в организации лекарственной терапии у пациентов. Он может напоминать им о приеме лекарств, давать точные рекомендации по подсчету дозы, а также сообщать о возможных побочных эффектах. С помощью ChatGPT можно получить информацию о лекарственных взаимодействиях, противопоказаниях и других важных аспектах для эффективного соблюдения назначенной лекарственной терапии.

ChatGPT способен общаться с пациентами лучше, чем врачи. Современные технологии в области искусственного интеллекта, включая ChatGPT, предлагают новые возможности для улучшения эффективности и точности диагностических процедур, а также выбора оптимальной терапии. Как уже отмечалось, одним из основных преимуществ нейросети является её способность анализировать большие объемы информации и выдавать релевантные и точные ответы. Это позволяет использовать ChatGPT для анализа медицинских баз данных, историй болезней пациентов, клинических исследований и других источников, чтобы помочь врачам принимать верные решения в процессе диагностики [10]. Интересный эксперимент провели ученые из Калифорнийского университета, придя к выводу, что ИИ способен общаться с пациентами лучше, чем живые врачи. Исследователи собрали медицинские вопросы, опубликованные на популярном интернет-ресурсе AskDocs. Так, один пользователь поинтересовался, не опасно ли глотать зубочистки. Второму захотелось узнать, не получит ли он сотрясение мозга после удара о металлический прут. На эти вопросы предложили ответить медработнику и чат-боту GPT. Экспертов попросили оценить, кто справился лучше, при этом они не знали, кому принадлежали конкретные ответы – живому человеку или чат-боту. В 79% случаев жюри отдавали предпочтение ответам чат-бота. Отмечалось, что они содержали более качественную информацию и были более сочувственными по отношению к пациенту, чем настоящие врачи [5].

ChatGPT ставит диагнозы не хуже ординатора или выпускника медвуза. Исследователи Массачусетской больницы общего профиля применили нейросеть ChatGPT для работы в качестве терапевта и оценили, как она справляется с постановкой диагноза и назначением лечения. Оказалось, система ИИ справилась с постановкой диагнозов в 77% случаев и верно подобрала терапию в 68% случаев. Меньшую эффективность ChatGPT продемонстрировал при проведении дифференциальной диагностики и клиническом ведении больных. Ученые сделали вывод, что нейросеть сопоставима по уровню компетенции с молодыми врачами и выпускниками медицинских вузов [11].

ChatGPT справился лучше врачей с диагностикой и лечением депрессии у людей. В другом исследовании ученые выяснили, что ИИ способен улучшить врачебную диагностику и лечение депрессии. ChatGPT не хуже врача может следовать протоколам лечения, при этом исключив человеческий фактор в виде предубеждений по половому или социальному признаку, что иногда наблюдается в отношениях между врачом и пациентом. Для эксперимента были разработаны клинические ситуации с различными психотипами пациентов. Было показано, что в легких случаях депрессии психотерапию своим пациентам рекомендовали около 4% врачей, а ИИ в такой же ситуации направлял пациентов на психотерапию более, чем в 95% случаев. Для лечения тяжелой депрессии 44,5% врачей рекомендовали психотерапию в совокупности с приемом лекарственных препаратов, в то время как нейросеть предлагала такое лечение чаще, чем врачи (72% для версии GPT 3.5 и 100% для версии 4).  В отчетах о проведенных исследованиях ученые отметили, что ИИ продемонстрировал большую точность в подборе лечения в соответствии с клиническими рекомендациями. По словам исследователей, ИИ при диагностике или лечении депрессии не сможет заменить профессиональные способности и опыт врача, и, тем не менее, ChatGPT обладает потенциалом для улучшения процесса принятия решений в первичной медико-санитарной помощи [12].

ChatGPT диагностирует болезнь Альцгеймера с точностью до 80%. Ученые из Университета Дрекселя (штат Пенсильвания, США) продемонстрировали, что чат-бот GPT способен выявлять болезнь Альцгеймера. Поскольку нарушение речи является симптомом у 60-80% пациентов с деменцией, исследователи сосредоточили свое внимание на программах, которые могут отслеживать едва уловимые нарушения в устной речи. Они обучили ChatGPT на данных речевых записей пациентов с болезнью Альцгеймера и здоровых людей. Бот GPT сгенерировал алгоритм, который в последующем был протестирован. Точность алгоритма по определению ранних стадий болезни Альцгеймера составляла до 80%, что почти на 20% точнее, чем существующие алгоритмы.  Исследователи планируют разработать веб-приложение, которое можно будет использовать дома или в кабинете врача в качестве инструмента предварительного скрининга для оценки необходимости полного обследования [13, 14].

ChatGPT сдал экзамен на медицинскую лицензию. ChatGPT имеет большой потенциал для применения в сфере электронного медицинского образования – от создания информативных текстов до организации персонализированного обучения. Для полной реализации возможностей, связанных с этими технологиями, образовательные компании должны объединить усилия с поставщиками решений для создания единых обучающих платформ на базе генеративного ИИ. Нейросеть может помочь в создании онлайн-курсов, обучающих интерактивных материалов, составлении интересных клинических кейсов, электронных материалов, где студенты/ординаторы/врачи могут задавать вопросы и получать быстрые и точные ответы на свои вопросы. Это поможет обучающимся лучше понимать и усваивать материал, а также улучшить успеваемость [15].

Крупное исследование было проведено специалистами Гарвардского университета после анонсирования запуска модели GPT версии 4.0. Они показали, что нейросеть в 90% случаев правильно отвечала на вопросы из экзамена на получение лицензии на осуществление медицинской деятельности в США (USMLE). При этом ChatGPT продемонстрировал умеренную точность ответов, высокий уровень их внутренней согласованности. Кроме того, чат отлично проявил себя и в качестве переводчика. Нейросеть распознавала эпикриз пациента на португальском языке и перефразировала сложный текст с профильными терминологическими конструкциями в адаптивный и понятный для пациента текст. ChatGPT также предлагал врачам полезные советы, например: как вести себя с пациентом с конкретным заболеванием, как разговаривать с ним в его состоянии понятным языком. Нейросеть справлялась и с обработкой объемных отчетов об обследовании, быстро обобщая и анализируя их содержимое [16].

В научной сфере ChatGPT может быть использован в качестве инструмента для организации академического диалога, предоставляя исследователям диалоговую платформу для участия в дискуссиях (конференциях, круглых столах, семинарах), для обмена идеями, в целях сотрудничества и коллаборации знаний. ChatGPT может быть полезен для ускорения процесса подготовки публикаций, он способен дать рекомендации по организации структуры разделов, включая заголовок, аннотацию, введение, описание метода, результатов и обсуждение, что существенно повысит темпы подготовки научных работ и точность представленных в них данных. Исследователям, для которых английский язык не родной, ChatGPT может помочь в улучшении навыков письменной речи [4]. Свою эффективность нейросеть продемонстрировала в анализе больших наборов данных, например, данных статистики, а также в извлечении информации, которую по тем или иных технологическим причинам невозможно получить традиционными методами.

Ограничения ChatGPT. И все же создатели ChatGPT подтверждают, что у модели есть определенные ограничения. Один из основных факторов, препятствующих интеграции ChatGPT в здравоохранение, заключается в необходимости введения в чат-бот точных и актуальных данных. В некоторых случаях нейросеть формирует ответы, которые на первый взгляд заслуживают доверия, однако, по факту оказываются неправильными или бессмысленными (это явление называется галлюцинациями сети). В идеале модель должна уточнять информацию у пользователей, составивших неоднозначные или противоречивые запросы, но пока, к сожалению, она часто полагается на предположения о намерениях пользователя. Несмотря на усилия по ограничению ответов модели в ответ на недопустимые запросы, по-прежнему фиксируются случаи, когда чат-бот дает опасные инструкции или иным образом отклоняется от установленных требований. Кроме того, в отличие от поисковых систем типа Google, ChatGPT не ведет активный поиск информации об актуальных событиях в интернете. Знания чат-бота ограничены тем, что он узнал в процессе обучения, в результате чего некоторые ответы могут быть устаревшими. Чат-боты проходят процесс обучения с использованием существующих библиотек текстовых данных, что позволяет им формировать ответы на определенные запросы пользователей. Ответ фактически представляет собой подборку данных из обучающих материалов, модифицированных алгоритмами. Поскольку чат-бот не обладает сознанием, его утверждения основаны исключительно на перефразировании или перестановке компонентов существующего контента.

Заключение. Таким образом, необходимо тщательно и осторожно подходить к применению искусственного интеллекта в научной, образовательной и практической медицинской деятельности и помнить о том, что ее основу по-прежнему составляют человеческий опыт и критическое мышление. Однако, неоспоримо, что ChatGPT имеет достаточный потенциал в качестве консультанта медицинского работника, подобные модели ИИ могут быть интегрированы в систему здравоохранения, помогая врачам в работе и облегчая их бремя, и, как показывает практика, пусть и не многочисленная, нейросеть может оказать неоценимую услугу обществу и спасти множество жизней.