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本当にただの備忘録

気が付いたことを書き留めておきます。モタリケ。

人工知能に仕事は奪われるのか?

最近、人工知能という言葉をよく耳にする。
実際に、2016年にアルファ碁が世界のトッププロであるイ・セドル九段との勝負に4勝1敗と勝利し、IBM人工知能であるワトソンくんは白血病患者の正確な病名を10分で見抜き適切な治療法により患者を救うなど、人工知能は人々を驚かせる活躍を見せている。

そして、英オックスフォード大学のマイケル・A・オズボーンは人工知能に人間が行う仕事の約半分は奪われることになると予想している。
実際にそのようなことが起こりえるのか、以下「ビックデータと人工知能」(西垣通)を参考に考えていく。

ビックデータと人工知能

人工知能という考えかた自体は昔からあるもので、人間的な知能を持つコンピューターをつくるといった試みは50年以上前から行われてきた。今現在ここまで注目されるようになったのは、近年の技術の向上によりビックデータ扱えるようになり、それが深層学習と結びついたからである。

ビックデータとは

書物、気象データ、SNSの個人的な発言などその名の通り膨大な量と膨大な種類の情報のことであり、それらがリアルタイムで処理できるようになったことで多くの活用法が生まれた。

深層学習とは

人間の神経ネットワークの一部を真似てつくられた学習プログラムであり、自己符号化を通し元のパターンを復元できるようにすることが行われている。
つまり、入力される情報と出力される情報を比べその差異をなくすようにパラメーターを調節し、その作業を繰り返し何段階にも行うことで、神経ネットワークでもなされている多段階にわたって情報の重み付けを行うことがなされ、元のパターンを少ないパラメーターで復元できるようになる。これが、深層学習によるパターン認識の方法である。
猫の画像認識技術が向上し、ほとんどの猫を猫と認識出来るようになったのも、インターネット上の大量の猫画像を学習させることでパラメーターを調節していき、精度を上げたからである。


人工知能はビックデータと深層学習により、以前に比べはるかに多くのことが出来るようになってきている。ただ、人工知能のしていることは、あくまでもプログラムに従って過去のデータを統計処理することであり、それ以上でもそれ以下でもない。それは深層学習により機械学習が行われていてもである。

生物(人間)と機械の違い

機械は人間によってつくりだされたものであり、プログラムに沿って働く他律的で再現性のある存在である。たとえ、学習によりプログラムが次々に書き換えられていく機械があったとしても、それは事前にプログラムされているのである。一方、生物はみずからが自己をつくり変化していく動的で自律的な存在である。
端的に言えば、何をするかよくわからないものが生物で、がんばれば何をするかわかるのが機械である。
この違いは、機械にも意識や心は宿るのかといった問題や生物も物理化学的な過程によって認知しているだけなのではといった問題など現時点では不明な事柄を考慮しなくてもはっきりと言い切ることができるシステムの違いなのである。

機械は人間に近づけば近づこうとするほどそこにはっきりとした違いが表れてくる。人間を含む生物は生きることが基本的な行動指針になっていて目標設定を行っている。機械は囲碁に勝つためや猫の画像を認識するためといった明確な目標があればよいが、機械自身が白紙の状態から目標設定を行うことはできず、人間のように振舞う機械はそうすることが目的となったものでしかない。だから、人工知能が人間に近づいてもそれは意味のないものであり、人間の理解を超えた答えを出すようになっても、つくった人間が理解できない限りでたらめをいっているのと変わらず無用なものである。
生物と機械は根本的に違うものであり、それは組成がタンパク質と金属といった違いや感情のあるなしといった違いとは別の考え方でのことである。このことを間違えると人工知能がどのようなものであるのか、またどのように用いていくべきなのか考えていくことはできない。

人工知能の利用法

集合知という考え方があり、ばらばらな意見や答えを平均化していくと個々の誤差が打ち消され正解にたどり着くというものである。三人寄れば文殊の知恵ともいうが、牛の体重や瓶の中のジェリービーンズの数などは集団的推測によりかなりの精度が期待できる。そしてこの集合知は直感的・包括的に物事をとらえる暗黙知に由来すると考えられている。
この集合知はビックデータの分析と酷似しており、人工知能を用いて統計処理を行うことでそれなりに精度の高い答えを出すことが可能になるのではないかと考えられている。
集合知には限界があり、人々の偏見や誤った情報により答えが大きく左右されてしまう。そこで、集合知を利用した人工知能による答えに専門家による知識を加えることでよりその答えはより強固なものになる。つまり、人工知能は専門家にとっての優秀なツールになりうる存在である。

人工知能に仕事はうばわれるのか

人工知能は過去のデータを統計処理するプログラムであるという性質上、解釈の幅がある意味の理解や臨機応変に対応することは苦手であり、人間の完全な代替になることは難しい。ただ、膨大なデータを計算することは得意でありその点では人間をはるかに上回る。プログラムを工夫することで囲碁や画像認識、音声認識ではかなりの成果を収めており、今後も発展していくことも考えると人間の代わりに行うことや、今まで人ではできなかったことも一部では可能になるであろう。その時に気を付けなければならないのが、人工知能は万能でもなければ常に正しい答えを出してくれるわけでもないということである。それらしい答えを出してくれる便利な機械であることを忘れてはならない。


ちなみに
医療に人工知能はどの程度導入されうるのであろうか。
問診では、質問項目を用意しておけばかなり詳細に病歴を聞き取ることが可能だが、問題は正確性である。患者自身の認識不足や詐病を気づくことができるのか、ある程度不正確でもよいことにしてしまうと膨大な鑑別疾患が上がることになる。
身体所見は、機械が取ることも可能であるがすべて専用の機械をつくるくらいなら人が行った方がよいであろう。
問診と身体所見より検査のオーダーを考えなければならない。可能性を考え出したらあれもこれもと様々な検査を行ってしまうことになるだろう。ただ、問診と身体所見よりある程度疾患が絞れている場合は、感度特異度や疾患の頻度などから適切な検査を選び出すことができるであろう。
検査結果については、客観的なデータが豊富にあるのでかなり正確に行うことができる可能性がある。画像所見についても専門医レベルの診断が可能になるのかもしれない。
診断・治療については、ガイドラインがあるように一定の基準が存在するため機械的に答えを出すことは可能である。ただ正確性は、問診、身体所見、検査結果を総合して決まり、そこに一人一人の患者に対する背景なども考慮しながら行えるかというと疑問が残る。
もちろん、人間も不正確であり誤診や見逃しというのはいくらでもあるであろう。ただ、人工知能が間違えた場合それで納得できるのか、判断が難しい場合に確率論だけではどうにもならないこともあるであろう。医療は信頼関係で成り立っている部分もあり、診断や治療の決定は人工知能では難しいであろう。

夜寝る時に咳が出るのはなぜか?

咳反射について

咳反射は肺・気道の異物刺激が咳受容体を刺激し、迷走神経求心路により延髄の咳中枢に伝達された後、遠心性線維により、声門の閉鎖、呼気に関連した筋肉の急激な収縮が起こることで咳となる。

夜寝る時に咳が出る理由

副交感神経が活発になるため

交感神経のβ受容体への作用で気道は拡張するが、反対に副交感神経が活発になると筋肉がゆるみ気道が狭窄する。

鼻水などが気道に流れこむため

あおむけになり寝ていると鼻水が気道に流れこみ、これが刺激となって咳が出ることがある。後鼻漏の一つの症状といえる。

咳喘息がある

咳喘息とは、喘鳴や呼吸困難を伴わない慢性咳嗽を唯一の症状とし、気道過敏性の亢進、気管支拡張薬が有効であることを特徴とする喘息の亜型である。(咳だけの喘息のこと)
夜間、就寝時、早朝に悪化しやすい。(副交感神経の作用による)似た症状を示すものにアトピー咳嗽があるが、こちらはアトピー素因を認め、気道過敏性亢進はなく咳受容体感受性亢進がみられることが特徴である。

アレルギー反応のため

布団についているダニなどのアレルギー反応で、咳がでることがある。症状が夜のみの場合、寝具に原因があることも考えられる。

ちなみに、咳といっても様々な原因があり、その原因に応じた対策、治療が必要である。発症から短い期間であれば様子を見て軽快することが多いが、3週間以上咳が続くようであれば専門機関を受診する必要がある。中枢性の鎮咳薬は必要な咳も止めてしまう可能性があり、注意して使用すべきである。

概日リズムと時差ボケの対策

時差ボケはjet lagとも呼ばれ、時差がある地域に飛行機で短時間に移動した際に起こる不眠、昼間の眠気、倦怠感などの心身の不調のことである。
原因として挙げられるのが、概日リズムの乱れであり概日リズムの乱れによっておこる睡眠障害を概日リズム睡眠障害という。

概日リズム(circadian rhythm)とは

睡眠覚醒、自律神経系、ホルモン内分泌系、代謝系活動にみられる約24時間周期のリズムのことである。例えば、直腸温は午前から午後にかけて上昇し、午後4時ごろに最高値に達したのち徐々に低下していき、午前4時ごろ最低値をとる。ホルモン血中濃度も、メラトニンは午前4時ごろに、コルチゾールは午前10時ごろにピーク値を示す。

24時間リズムの成因としては外因性リズムと内因性リズムがあり、内因性のものを概日リズムと呼ぶ。

外因性リズム
気温や湿度などの環境因子や社会的スケジュールによって生じる活動レベルの変動に対する生体機能の反応。

内因性リズム
昼夜変化や時計がなくても睡眠や体温の24時間リズムは持続するが、その周期は24時間から外れてくる。この24時間とは異なる周期をフリーラン周期といい、ヒトでは平均25時間である。概日(circadian)というのは概ね1日ということで、このフリーラン周期に由来する。

概日リズムの同調

概日リズムが24時間周期の昼夜変化に一致することをリズム同調といい、概日リズムを同調させる環境因子を同調因子という。同調因子の中で光が最も強い作用を持ち、種によっては摂食や温度、気圧、社会生活が同調因子になりうる。

内的脱同調

睡眠覚醒リズムと深部体温リズムなど体内のリズムが解離する状態を内的脱同調という。概日リズムの同調がなされない状況では、体温リズムは約25時間の周期を維持するが、睡眠覚醒リズムは34時間にも延長する。まれには、48時間周期や72時間周期になることもある。
内的脱同調が生じると、生体機能の時間的秩序が乱れ、不眠や昼間の眠気、倦怠感など心身の不調を起こす。

概日リズムの作用

概日リズムの作用で最も重要なのは、生物時計としての機能である。リズム同調が成立しているのであれば概日リズムから時刻を知ることができ、昼行性の動物であれば、昼に体温や循環機能を上昇させ作業能力を上げることや、植物であれば開花時刻を決めることなどを行っている。
睡眠においては、


夜の睡眠の直前
深部体温が低下、メラトニンの分泌
睡眠の導入

睡眠前半
成長ホルモンの分泌
睡眠中の細胞分化や成長の促進

睡眠後半
副腎脂質ホルモンの分泌
糖新生により早朝血糖値の低下を防ぐ       

というように、生体機能に時間的秩序を与えている。

メラトニンの作用

メラトニンには以下のような作用が考えられている。

  • 体色変化(魚類、両生類)
  • 光周情報の伝達(昼と夜の長さの変化)
  • 生物時計の同調
  • 網膜における作用(視覚機能調節)
  • 睡眠誘導作用
  • 免疫機能の調節、抗酸化作用


メラトニンは視交叉上核(時計中枢)からの刺激により夜間に合成され、光によって抑制される。概日リズムは視交叉上核が中心となりそれぞれの細胞でも周期を作るが、メラトニンは視交叉上核の指令を受けつつも、視交叉上核を含む全身へと作用し概日リズムを調整する役割を果たす。
メラトニンは上記の作用から睡眠障害気分障害を治療するために使用されることがある。他にも免疫系にはたらくなど様々な作用があり期待される反面、注意が必要な場合もある。

時差ボケの原因と対策

時差ボケは急な環境の変化に対し概日リズムを同調させることが出来なくなり(外的脱同調ともいう)、このことにより体内のリズムが乱される内的脱同調が生じることによって起こる。生体機能の時間的秩序が乱れ、体温の変化やホルモンの分泌が活動や睡眠に対し適切に行われず心身の不調を起こす。
時差ボケの対策としては、概日リズムをなるべく乱すことなく現地の生活に合わせて同調させていくことが挙げられる。
具体的には、

上手な時差の克服方法

滞在期間が2、3日の場合

出発前に十分な休養と睡眠をとっておきましょう。
現地時間に無理にあわせず、日本時間の夜間にあたる時間帯にまとまった睡眠をとるようにして日本のリズムを保った方が楽な場合もあります。

滞在期間が比較的長い場合

出発前に十分な休養と睡眠をとっておきましょう。
東方(アメリカなど)への旅行場合、数日前より少しずつ早く床につき早起きをするようにしましょう。西方へ向かう場合(ヨーロッパなど)はその逆に遅く寝て遅く起きるようにします。
機内では、まず時計を到着地の時間に合わせます。フライトが東方行きの場合にはなるべく早く眠っておくようにします。
到着後は、現地時間に合わせて行動しましょう。
太陽光の利用
滞在地では強力な太陽光線による明るさを利用して体内リズムを現地の時間に早く同調させるようにします。
例)アメリカ西海岸へ飛行した第1日目は、現地の正午頃(日本の午前)から海岸やプールサイドで日光浴や散歩、買物、スポーツ(速歩、水泳テニス、ゴルフなど)をするとよいでしょう。

(引用)JAL 時差ボケの上手な克服法


ちなみに
光は網膜から入り視交叉上核へと届くので、光を浴びたくない状況ではサングラスなどが効果的である。
概日リズムが後退するというのは睡眠時間帯が遅くなることでいわゆる夜ふかしの状況である。
時差ボケは東回りの移動の方が重くなる傾向があり、これは概日リズムを前進させること(夜が短い状況)の難しさを表している。

ポリソムノグラフィー(PSG)で計測すること

睡眠ポリソムノグラフィー(PSG)とは、睡眠状態を細かく計測するための検査法。睡眠時無呼吸症候群の原因の鑑別(閉塞性か中枢性)やナルコレプシーの診断に有用である。

睡眠ポリソムノグラフィーで計測すること

脳波
眼球運動
オトガイ筋電図
心電図
エアーフロー
胸の動き
腹の動き
いびき音
下肢筋電図
体位
動脈血酸素飽和度

閉塞性では、

換気運動はあるが、上気道閉塞により気流がない
(肥満、pickwick症候群、アデノイド)

中枢性では、

呼吸中枢に異常があり換気運動も気流もない
(脳障害、心障害)

ナルコレプシーでは睡眠ポリソムノグラフィー(PSG)で睡眠状態(6時間以上の睡眠など)を確認した後、反復睡眠潜時検査(MSLT)をし複数のSOREMP (入眠期レム睡眠期)を確認することで確定診断をする。

ちなみに、睡眠ポリソムノグラフィーにおいて血圧は計測しないが睡眠時無呼吸症候群との関係は深い。低酸素血症や頻回の覚醒により交感神経が活性化され高血圧となることも多く、虚血性心疾患や脳血管障害を予防するためにも早期からの治療が重要である。

β2-ミクログロブリンについて

β2-ミクログロブリンは、HLA鎖Ⅰ型抗原のL鎖として免疫応答に重要な役割を果たす蛋白である。

動態

β2-ミクログロブリンは、赤血球を除く全身の有核細胞表面に広く分布し、特にリンパ球、単球には豊富に存在する。これらの細胞表面から分泌されると、腎糸球体で濾過された後、約95%以上が近位尿細管から再吸収、異化を受ける。

評価

検査では、血清β2-ミクログロブリンと尿中β2-ミクログロブリンが用いられる。

血清β2-ミクログロブリン

血中濃度を評価する際には、産生側の要因と異化(腎機能、GFR)の要因を総合的に評価しなければならない。
産生の増加は、腫瘍や炎症性疾患によりβ2-ミクログロブリンを表現している細胞が増加する、もしくは細胞あたりのβ2-ミクログロブリン表現が増加することにより起こる。代表的な疾患には、多発性骨髄腫、リンパ性白血病、リンパ腫があり、自己免疫疾患や炎症性疾患でもサイトカインの働きなどによりβ2-ミクログロブリンの産生が増加することがある。
血中濃度はGFRとよく相関し、GFRの低下により血清β2-ミクログロブリンは増加する。また長期の血液透析患者では、透析により除去できなかったβ2-ミクログロブリンの沈着により透析アミロイドーシスを起こすことがあり、定期的に血液中のβ2-ミクログロブリンを測定する必要がある。

尿中β2-ミクログロブリン

尿中濃度の評価する際には、血中濃度の増加の有無と尿細管再吸収能を総合的に評価しなければならない。
血中濃度を増加させる病態があり尿細管再吸収能を上回る量が糸球体を通過すれば、尿中β2-ミクログロブリン濃度は増加する。
腎尿細管障害(近位尿細管)の障害により尿細管再吸収能が低下すると、尿中β2-ミクログロブリンは増加する。
ただし、β2-ミクログロブリンは酸性尿で変性するためα1-ミクログロブリンやNAGを参照する必要がある。


多発性骨髄腫において、血中β2-ミクログロブリンアルブミンとともに病期分類にも用いられており高値であるほど予後不良である。(アルブミンは低値であるほど)尿中β2-ミクログロブリンについては、血中濃度の増加、腎障害などにより高値となるはずであるが、変動する要素が多く臨床的意義は少ないと考えられる。
ちなみに、多発性骨髄腫の尿検査としては尿蛋白(Bence-Jones蛋白)を測定する。Bence-Jones型が疑われる場合には、尿を検体に用いて免疫電気泳動を行う。

浅大腿動脈と大腿深動脈

大腿動脈は大腿深動脈を分岐し、分岐後は浅大腿動脈と呼ばれる。浅大腿動脈は大腿静脈と伏在神経とともに内転筋管を通り膝窩に至ると膝窩動脈と呼ばれる。

浅大腿動脈と大腿深動脈の違い

浅大腿動脈は膝窩動脈へと繋がるのに対し、大腿深動脈は内側・外側回旋動脈を出し、大腿の途中で終わる。


(参照)循環器画像技術研究会

ショックの5pと急性動脈閉塞の5p

ショックの5p

  1. 呼吸不全 (pulmonary insufficiency)
  2. 冷汗 (perspiration)
  3. 蒼白 (pallor)
  4. 虚脱 (prostaration)
  5. 脈拍消失 (pulselessness)

急性動脈閉塞の5p

  1. 蒼白 (paleness)
  2. 疼痛 (pain)
  3. 脈拍消失 (pulselessness)
  4. 知覚障害 (paresthesia)
  5. 運動障害 (paresis)

どちらも循環障害による症状であるが、ショックでは全身、急性動脈閉塞では局所という違いがある。

ショックの際は、脈拍は頻脈にも除脈にもなりうる。また、血液分布異常性ショックの場合、血管拡張による血圧低下であるため冷汗や蒼白といった症状は起こりにくい。

急性動脈閉塞の約60%に突発する激痛が認められ、外観は蒼白に加え斑状の皮内出血(溢血点)が見られることもある。perishing cold(冷たさ)も主要な症状の一つである。また、paralysis(運動麻痺)は随意運動の完全喪失を意味し、急性動脈閉塞の症状としては部分的な喪失を表すparesis(運動障害)が適切なようである。