彭思龙:当信息科学遇上中医药

2014-2-25 11:00 来源: 中国科学院
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  一个作信息科学研究的科学家是如何看待中医药的?这个新兴学科又能够给古老而神秘的中医药研究带来哪些帮助和机会?

  这几年,人近中年,身体出现了各种亚健康的症状,影响工作和生活。于是,我求医问药,读书自解,在此过程中,获得了一些关于中药和食品方面的知识。当然,无论如何,我都只能算是被科普的对象。我是从事信息科学研究的,总是思考中医药和信息科学的关系。

  这不是个新问题,从“973”项目,基金委的重点和面上项目,到中科院的先导专项,都有大量与这个问题相关的项目存在。但是中医药研究到底需要做什么,信息科学有哪些可以借用的地方,却鲜有人客观地讨论。我也就个人的理解作如下论述。

  中医药大体可以分为以下几方面:中医基础理论、中医诊断学、方剂学、针灸和中药,当前很多课题都是围绕这些方面展开的。

  首先说中医基础理论。这是中医的关键,也是最令人迷惑、最容易被攻击的部分。迄今为止中医基础理论体系的主要表达为阴阳五行——借助于易经等经验哲学的思想演化而来的一套独特的理论表述体系。从表现形式上看,这种理论体系和现代科学没有共同语言。尤其是五行说,早就被西方所诟病。就我个人理解,中医的主要基础理论的目标都是试图描述人体的整体运行规律,尤其是重要的身体组成部分之间的关联和彼此影响关系,至于阴阳和五行,仅仅是一种古代的语言。而西医则侧重于局部的理论。总体表现为,西医头疼医头,中医头疼可能从脚开始治疗。中医的这种系统行为的观察和总结,尽管语言不符合现在科学的潮流,但是从经验看,很多结论可能是有价值的。

  从系统角度看,人生病无非两种可能,一种身体零件毁坏或者彼此不协调,第二种是外部来的干扰,如病毒和细菌感染。西医偏重微观,对于病毒和细菌认识比较清楚,在这方面中医显然不如西医(但不是说中医不知道使用抗病毒和杀菌药物)。而中医对于五脏的运行和彼此影响的认识却是比较深入的。

  2013年5月,我去台湾参加了由台湾科技部门组织的一个信息科学家和医生联合举办的研讨会,会上有很多来自于台湾和国外的著名医院的执业医生和资深研究人员。其间遇到了哈佛医学院的一个团队,他们研究人体的节律(human rhythm)。这个课题试图从人体的各种现有信号探测方式得到的数据,分析人体的运行规律——比如一个人的每周活动周期性,每个月的周期性以及每年的周期性;另一方面,也试图理解每个内脏的活动规律。这个课题和中医的总体思路是一致的。这些研究将对未来的医药发展产生很好的作用。比如,研究清楚一个人的内脏运行规律,可能对医生用药提供更科学的方案。我们过去吃药,总是每天吃几次,每次用量固定。这其实是不科学的,每个人的体重、状态、病情、发病原因各不相同,而却都用固定的模式吃药,结果不是疗效不好,就是副作用太大。这个例子表明,西医也看到了当前西医的总体不足,而这正是中医早就在讨论的问题。

  在这一点上,信息科学大有可为。我们可以从信息科学的角度开展大量类似的研究。比如,人体各个脏器在24个小时和一年四季的运行规律是有个体差异的,这需要我们能够快速检测出某个病人的主要器官的运行状态和规律。现在的检测基本上以静态为主,有些虽然能够做动态检测,但是还远远不够。现代医疗仪器还远不能支持中医对整体系统规律的研究。关于中医的基础理论,我想可以短时间内对其结论进行科学解读和验证,并且补充其中的不足之处(如不够清晰,或者有些牵强的毛病)。

  第二,说说中医诊断学。相对于西医,中医的诊断方式是非常原始的,这限制了中医的发展和使用。中医基本上依赖最粗浅的表观和病人自述来诊断,这不是因为医生非要如此,而是我们的医疗诊断仪器的研制严重落后于治疗的一种表现。

  基金委这几年资助了一些计算机辅助诊断课题,如舌象诊断、脉象诊断等。其中,由于舌像相对简单,课题做得相对深入。但是这些课题都有一个小小的不足—— 都试图通过一种诊断方法直接确定疾病——这是不科学的。大多数疾病并不能通过某一个部位来进行精确诊断,还需要了解更多的信息。

  相对于舌象,脉象更为复杂。我在台湾也见到了一个大学教授制作的诊脉机器,看起来还比较粗糙。无非是用机器接触代替老中医的手指头,过程和解读方法和中医是吻合的,无非是三个位置三种取法。其实目前能够精确地使用脉象的中医非常少,这说明这个至关重要的诊断手段掌握起来是非常困难的。当然,这也告诉我们,通过对于脉象的研究,可以得到很多人身体的信息,远远不是血压那么简单。关于脉象的研究在未来很长一段时间都会是个难题。

  除此之外,中医还应该拓展诊断手段,除了现在西医的常规检查手段之外,还应该有很多关于人整体特征的检测仪器值得深入研究。比如,人体节律检测仪、五脏状态检测仪等,以弥补中医大多数情况下仅仅依靠诊脉要更科学和更合理。

  第三,说说方剂学。中医的方剂学是非常发达的,但中医的处方往往令人难以理解。主要原因在于,同一个病,中医有不同的方子,有时候差之毫厘,谬以千里。比如,我由于长期饮食习惯不佳造成胃部不适,尝试了各种方法,结果是有些药不起作用;有些起了些作用,但是会引起其他问题;有些则作用明显。这表明大量的中药方剂使用起来是多么困难。同时,有些药方还有假的组分(古代有些中医为了迷惑同行,故意添加组分,甚至药引等),这就需要甄别甚至剔除。

  这方面信息科学可以做点药方的数据挖掘,研究几十万种药方之间的关联。这个课题国内已经有人在做了,但是至今没有见到对治病的实际应用。

  第四,说说中药学。中药学本质上和方剂学是紧密结合的,方剂学重在挑选药物和确定比例,而中药学则要研究药物的特性、炮制的方法和饮用的方法。这部分由于有饶毅等人作了科普,我就少谈一点。其中有一条可以深入谈谈的就是中药生产过程现代化。

  中药生产过程在若干年以前还是非常原始的,仅仅是将传统的药罐放大为生产线。这和现代药物生产的理念有很大差距。迄今为止,我们还没有符合现代药物质量要求的完整的中药生产线。这其中最大的难题在于中药只知道去掉什么,却不知道什么是被需要的。这就导致生产过程的简单化,生产过程大都依赖经验工艺参数。而药材本身是变化的——年度的气候变化、产地的不同,都导致药材质量的巨大差异。可是工艺参数是不能大变的,这导致药的成品很难保证质量均一。这是目前中药生产最需要解决的迫切问题。而这个其实是个生产过程分析和优化控制的问题。虽然这个问题早就有许许多多课题和人员在研究,但是目前进展并不理想,距离最后的解决还差得很远。

  第五,说说针灸。这是中医的一个奇葩式的治疗方法,吃药治病的方法别人都有,唯独针灸是中医的特色。而针灸的机理迄今还不清楚,脉络的存在与否依然存有争议。即便如此,很现实的西方人已经接受了这个“不科学”的治疗方法。但是针灸如果没有中医理论作支撑,就会变得漫无目的,也会变得毫无用处。因此,研究针灸的机理,深层就是研究中医的基础理论。由于针灸诊断的复杂性和不同医生之间的差异性,信息科学在这方面还刚刚开了一个头。

  总的来说,中医药有其独特的角度,是西医和西药之外另一种角度的尝试。这些年虽然说了很多中西结合研究,但是如果没有信息科学和仪器科学的大量介入,中西结合仅仅就是个口号。当然,中医的诊断缺少微观的生物学支撑也需要深入地思考和研究。尽管如此,从最近西方医学面临的抗病毒窘境可以预测,中医整体微调式的治疗是非常有前景的,西医这种强势的外界介入式治疗也许会很快走到尽头。那时候,也许全世界都在研究中医的那些古代文献,看看还有什么规律可以借鉴。