論計(jì)算針灸學(xué)

郭義王 江陳波

摘要 21世紀(jì)是信息科學(xué)時(shí)代，信息的載體就是數(shù)據(jù)。計(jì)算機(jī)等學(xué)科的迅猛發(fā)展，為針灸學(xué)領(lǐng)域儲(chǔ)備了大量的數(shù)據(jù)，但是這些數(shù)據(jù)背后蘊(yùn)含哪些尚未發(fā)現(xiàn)的特征與規(guī)律，缺乏系統(tǒng)深入的挖掘研究，嚴(yán)重制約了針灸學(xué)的學(xué)科發(fā)展。作為傳統(tǒng)針灸學(xué)與現(xiàn)代科學(xué)相結(jié)合而形成的新興前沿交叉學(xué)科，計(jì)算針灸學(xué)應(yīng)運(yùn)而生，以針灸學(xué)中的現(xiàn)象和規(guī)律、理論作為研究對(duì)象，以解決針灸醫(yī)學(xué)的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題和提高針灸臨床療效為最終目標(biāo)，為針灸科學(xué)研究鋪開(kāi)一條多學(xué)科交叉融合的高速路。

關(guān)鍵詞 大數(shù)據(jù);計(jì)算科學(xué);計(jì)算針灸學(xué);針灸學(xué)

Abstract The 21st century is the era of information science and the carrier of information is data. With the rapid development of computer science and other disciplines， a large amount of data has been reserved for the field of acupuncture. However， there are still undiscovered features and laws behind these data， and the lack of systematic and in-depth mining research， which seriously restricts the discipline development of acupuncture. As a new frontier interdisciplinary subject formed by the combination of traditional acupuncture and modern science， computational acupuncture has emerged as the times require. It takes the phenomena and laws in acupuncture as the research objectand aims to solve the key scientific problems of acupuncture medicine and improve the clinical efficacy of acupuncture. Computational acupuncturepaves a multi-disciplinary and cross fusion highway for the research of acupuncture.

Keywords Big data; Computational science; Computational acupuncture; Acupuncture

21世紀(jì)是信息科學(xué)時(shí)代，信息是數(shù)據(jù)的含義，數(shù)據(jù)是信息的載體。計(jì)算機(jī)等學(xué)科的迅猛發(fā)展，為各個(gè)領(lǐng)域儲(chǔ)備了大量的數(shù)據(jù)。但是這些數(shù)據(jù)背后蘊(yùn)含的大量新信息、大量新知識(shí)，由于缺乏系統(tǒng)深入的分析挖掘發(fā)現(xiàn)，仍然沉睡在不被人們關(guān)注的角落。而大數(shù)據(jù)、人工智能等數(shù)據(jù)處理新技術(shù)的產(chǎn)生，使人們的世界觀、思維方式發(fā)生著巨變：第一，人們不再僅僅依靠隨機(jī)樣本的小數(shù)據(jù)，同時(shí)關(guān)注全樣本的大數(shù)據(jù)。第二，不再只追求數(shù)據(jù)的精確性，同時(shí)也容忍數(shù)據(jù)的混雜性。第三，不再只是渴求找到線性的因果關(guān)系，同時(shí)也讓數(shù)據(jù)自己“發(fā)聲”，展示其中復(fù)雜的相關(guān)關(guān)系。隨著新系統(tǒng)、新工具、新模型的大量涌現(xiàn)，計(jì)算科學(xué)就應(yīng)運(yùn)而生。計(jì)算科學(xué)（也稱科學(xué)計(jì)算Scientific Computation或SC）是使用強(qiáng)大的計(jì)算能力來(lái)理解和解決復(fù)雜問(wèn)題的學(xué)科。計(jì)算生物學(xué)就是計(jì)算科學(xué)的重要分支[1]。

計(jì)算生物學(xué)（Computational Biology）是開(kāi)發(fā)和應(yīng)用數(shù)據(jù)分析及理論的方法、數(shù)學(xué)建模、計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)等，用于生物學(xué)、行為學(xué)和社會(huì)群體系統(tǒng)研究的一門學(xué)科。運(yùn)用計(jì)算生物學(xué)，科學(xué)家有望鑒定基因和生物通路在健康和疾病中的角色，挖掘它們與環(huán)境因素之間的關(guān)系;發(fā)展、評(píng)價(jià)以及應(yīng)用以基因組為基礎(chǔ)的診斷方法來(lái)預(yù)測(cè)對(duì)疾病的易感性，預(yù)測(cè)藥物反應(yīng)，發(fā)現(xiàn)疾病的早期診斷標(biāo)記、疾病在分子水平上的發(fā)展機(jī)制;應(yīng)用基因組和代謝通路的知識(shí)，通過(guò)分子模擬等方法進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助藥物設(shè)計(jì)，縮短新藥開(kāi)發(fā)周期，從而開(kāi)發(fā)有效的、新的疾病治療方法;發(fā)展基于基因組的工具來(lái)改善大眾的健康狀況，從而促進(jìn)人類基因組計(jì)劃，造福于人類。分子模擬和計(jì)算機(jī)輔助藥物設(shè)計(jì)是當(dāng)前計(jì)算生物學(xué)研究的一個(gè)熱點(diǎn)，也是計(jì)算生物學(xué)與生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)結(jié)合最緊密的方向之一。中國(guó)科學(xué)院上海藥物研究所率先在國(guó)內(nèi)將高性能計(jì)算應(yīng)用于分子模擬和開(kāi)展藥物設(shè)計(jì)研究，發(fā)展了復(fù)雜生物大分子體系理論計(jì)算方法，進(jìn)行了復(fù)雜生物大分子長(zhǎng)時(shí)分子動(dòng)力學(xué)和變構(gòu)動(dòng)力學(xué)模擬;并在分子模擬的基礎(chǔ)上對(duì)30余種重要靶標(biāo)進(jìn)行了藥物設(shè)計(jì)研究[3]。

針灸學(xué)作為中醫(yī)學(xué)的重要組成部分，從“天人合一”的高度，將自然界對(duì)人有益的干預(yù)與人運(yùn)動(dòng)狀態(tài)與運(yùn)動(dòng)方式結(jié)合，構(gòu)建了“以外踹內(nèi)”“整體調(diào)節(jié)”“個(gè)體診療”的理論體系和豐富的健康維護(hù)方法，形成了“真實(shí)世界臨床科研的范式”，在疾病醫(yī)學(xué)暢行的今天，中醫(yī)針灸獨(dú)具特色與優(yōu)勢(shì)。但由于中醫(yī)針灸學(xué)是一個(gè)“天人合一”的開(kāi)放復(fù)雜巨系統(tǒng)，從人的現(xiàn)象入手，研究人的狀態(tài)與自然界干預(yù)的關(guān)系，只有借助“計(jì)算科學(xué)”的手段和方法，才能使其個(gè)體化診療背后所蘊(yùn)含的規(guī)律、新的信息、知識(shí)被重新發(fā)現(xiàn)和認(rèn)識(shí)?；谝陨系拇罂茖W(xué)背景，一門新的學(xué)科——計(jì)算針灸學(xué)孕育而生了。計(jì)算針灸學(xué)的創(chuàng)立，是針灸學(xué)發(fā)展的客觀要求和必然。它豐富了針灸學(xué)內(nèi)涵，促使幾千年來(lái)從臨床實(shí)踐發(fā)展起來(lái)的針灸醫(yī)學(xué)走上一條臨床實(shí)踐、科學(xué)實(shí)驗(yàn)、數(shù)據(jù)計(jì)算三輪驅(qū)動(dòng)的新階段，必將推動(dòng)針灸學(xué)的快速發(fā)展。

1 計(jì)算針灸學(xué)是針灸學(xué)發(fā)展的客觀要求

幾千年發(fā)展起來(lái)的針灸學(xué)是以中醫(yī)理論為指導(dǎo)，通過(guò)觀察的方法，通過(guò)長(zhǎng)期實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)積累，研究經(jīng)絡(luò)、腧穴以及刺灸方法，探討運(yùn)用針灸防治疾病規(guī)律的一門學(xué)科[4]，醫(yī)學(xué)實(shí)踐中積累的經(jīng)驗(yàn)與古代哲學(xué)思想融合所形成的理論體系是它歷久彌新的基石[5]。

20世紀(jì)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展，應(yīng)用不同的實(shí)驗(yàn)方法與技術(shù)對(duì)經(jīng)絡(luò)現(xiàn)象、針灸作用原理進(jìn)行探索，實(shí)驗(yàn)針灸學(xué)在歷史潮流驅(qū)動(dòng)下應(yīng)勢(shì)而生，1983年，天津中醫(yī)學(xué)院（現(xiàn)天津中醫(yī)藥大學(xué)）創(chuàng)建了實(shí)驗(yàn)針灸學(xué)新學(xué)科，標(biāo)志著實(shí)驗(yàn)針灸學(xué)學(xué)科體系的正式確立。實(shí)驗(yàn)針灸學(xué)是在中醫(yī)理論指導(dǎo)下，應(yīng)用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)與實(shí)驗(yàn)方法，研究針灸理論、作用機(jī)制和作用原理，指導(dǎo)臨床實(shí)踐的一門學(xué)科[6]。它是針灸學(xué)吸納現(xiàn)代科學(xué)的方法和成果而形成的新興交叉學(xué)科，是針灸學(xué)科的重要分支。

21世紀(jì)基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的計(jì)算生物學(xué)、計(jì)算藥學(xué)、計(jì)算神經(jīng)精神病學(xué)、計(jì)算社會(huì)學(xué)等學(xué)科的創(chuàng)建和發(fā)展方興未艾。針灸學(xué)已經(jīng)應(yīng)用于臨床500多種疾病的治療，廣泛應(yīng)用的電子病例記錄和蘊(yùn)含了大量的針灸臨床診療經(jīng)驗(yàn)以及新方法、新技術(shù)和新的認(rèn)識(shí)，基于8 000多冊(cè)古代醫(yī)籍和浩瀚現(xiàn)代文獻(xiàn)所建立的古今文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)，與大量的動(dòng)物試驗(yàn)、人體試驗(yàn)所產(chǎn)生的針灸對(duì)基因組、蛋白組、代謝組影響的數(shù)據(jù)資源，以及生物醫(yī)學(xué)已經(jīng)建立的各種組學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)，已經(jīng)使針灸學(xué)擁有了大數(shù)據(jù)4V特點(diǎn)：

1）Volume：龐大的數(shù)據(jù)量——針灸研究已有一定的積累。

2）Velocity：數(shù)據(jù)的快速流轉(zhuǎn)、動(dòng)態(tài)體系——針灸電子病歷、針灸研究的文獻(xiàn)、針刺信息傳遞復(fù)雜性、針灸動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)、針灸網(wǎng)絡(luò)調(diào)節(jié)、針灸走向世界等，所獲數(shù)據(jù)都具有快速流轉(zhuǎn)、動(dòng)態(tài)體系等特點(diǎn)。

3）Variety：數(shù)據(jù)多樣性——針灸不但具有大量的文本數(shù)據(jù)、圖像數(shù)據(jù)、音像數(shù)據(jù);檢測(cè)數(shù)據(jù)、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù);人體試驗(yàn)數(shù)據(jù)、動(dòng)物試驗(yàn)數(shù)據(jù)、古代文獻(xiàn)、現(xiàn)代文獻(xiàn)的數(shù)據(jù)等等，可以說(shuō)針灸具有各種類型的數(shù)據(jù)。針灸大數(shù)據(jù)具有多樣性的特點(diǎn)。

4）Value：數(shù)據(jù)的巨大價(jià)值，再利用、再分析——針灸干預(yù)與操作者的經(jīng)驗(yàn)密不可分，使用方法與手法操作多樣，取穴靈活多變（辨經(jīng)、辨位、辨證、辨因都有），針灸操作強(qiáng)調(diào)“治神”，醫(yī)患互動(dòng)是關(guān)鍵，來(lái)自于各方面的針灸數(shù)據(jù)各方面的關(guān)系錯(cuò)綜復(fù)雜，但蘊(yùn)含著中醫(yī)針灸醫(yī)師對(duì)古代、前人智慧的理解、體驗(yàn)，蘊(yùn)含著繼承與創(chuàng)新的結(jié)合，其中許多新的發(fā)現(xiàn)、新的技術(shù)、新的思路淹沒(méi)其中。這正是計(jì)算針灸學(xué)要做的，通過(guò)數(shù)據(jù)再分析，發(fā)現(xiàn)新規(guī)律、新機(jī)制，預(yù)測(cè)新趨勢(shì)等等。

2 計(jì)算針灸學(xué)的創(chuàng)立，是針灸學(xué)發(fā)展的必然規(guī)律

人體是一個(gè)以五臟為中心，通過(guò)經(jīng)絡(luò)的聯(lián)系而形成的有機(jī)整體。人體本身就是一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)，各個(gè)細(xì)胞、組織、器官以至各個(gè)生理系統(tǒng)之間都是相互關(guān)聯(lián)的。中醫(yī)的經(jīng)絡(luò)也是一個(gè)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。針灸一種非特異性物理刺激，會(huì)引起機(jī)體方方面面的整體變化，故針灸的實(shí)質(zhì)就是一個(gè)物理刺激激發(fā)機(jī)體的整體綜合調(diào)節(jié)反應(yīng)，激發(fā)機(jī)體最大的調(diào)節(jié)潛能，達(dá)到防治疾病的作用。具體來(lái)說(shuō)，針灸本身具有復(fù)雜干預(yù)的屬性，從干預(yù)方式來(lái)說(shuō)，就有針刺、艾灸、拔罐、放血、皮膚針等多種方式，單就針刺來(lái)說(shuō)，又有各種針刺手法，如提插補(bǔ)瀉、捻轉(zhuǎn)補(bǔ)瀉、呼吸補(bǔ)瀉、迎隨補(bǔ)瀉等、手法不同，效應(yīng)不同。影響針灸效應(yīng)的因素很多，疾病的狀態(tài)、穴位的選擇、刺法灸法、時(shí)間因素等等，因此，針灸具有復(fù)雜多因素干預(yù)的本質(zhì)屬性，決定了針灸研究必須應(yīng)用新的方法，計(jì)算科學(xué)就是重要方法之一，計(jì)算針灸學(xué)的發(fā)展就成了針灸發(fā)展的必然。

針灸作用具有小刺激、大反應(yīng)的特點(diǎn)，針灸的作用最本質(zhì)的特點(diǎn)就是調(diào)節(jié)，具有整體調(diào)節(jié)、網(wǎng)絡(luò)調(diào)節(jié)、品質(zhì)調(diào)節(jié)、雙向調(diào)節(jié)、自限調(diào)節(jié)等特點(diǎn)[4]。從復(fù)雜系統(tǒng)的角度研究針刺的治療規(guī)律和機(jī)理，這也是中醫(yī)整體觀念的精髓。因此，針刺效應(yīng)的生物學(xué)基礎(chǔ)需要從宏觀、整體、系統(tǒng)和動(dòng)態(tài)的角度來(lái)認(rèn)識(shí)。以系統(tǒng)生物學(xué)理念為指導(dǎo)，發(fā)揮多學(xué)科交叉優(yōu)勢(shì)，將穴位局部、外周、中樞、靶器官途徑與整體、系統(tǒng)、器官、組織、細(xì)胞、分子水平研究相結(jié)合，是穴位效應(yīng)和穴位配伍研究的趨勢(shì)所在，也是計(jì)算科學(xué)的優(yōu)勢(shì)特色領(lǐng)域。

計(jì)算針灸學(xué)基于大數(shù)據(jù)，通過(guò)知識(shí)發(fā)現(xiàn)建立假設(shè)和構(gòu)建數(shù)學(xué)模型，進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真并進(jìn)行檢驗(yàn)，與臨床和實(shí)驗(yàn)觀察結(jié)果進(jìn)行比較分析，一方面預(yù)測(cè)和指導(dǎo)進(jìn)一步的臨床和體內(nèi)體外實(shí)驗(yàn)研究，另一方面從新的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中重新進(jìn)行知識(shí)發(fā)現(xiàn)、修正假設(shè)、完善數(shù)學(xué)模型，最終闡明針灸理論和針灸干預(yù)生命活動(dòng)的現(xiàn)象、規(guī)律和機(jī)制。計(jì)算針灸學(xué)可整合多層次海量數(shù)據(jù)，進(jìn)而獲得針灸的可理解的規(guī)律性認(rèn)識(shí)，可反映針灸作用蘊(yùn)含的普遍生物學(xué)基礎(chǔ)，從而避免個(gè)體差異性?？蓪?shí)驗(yàn)現(xiàn)象高度抽象化，源自實(shí)驗(yàn)但又高于實(shí)驗(yàn)?？梢?jiàn)，計(jì)算針灸學(xué)是以中醫(yī)針灸學(xué)理論為指導(dǎo)，基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)，研究針灸作用理論、針灸作用規(guī)律和針灸作用原理，指導(dǎo)臨床實(shí)踐的一門新興交叉學(xué)科。是針灸學(xué)發(fā)展的必然。

3 針灸學(xué)、實(shí)驗(yàn)針灸學(xué)和計(jì)算針灸學(xué)的關(guān)系

以臨床實(shí)踐和觀察方法發(fā)展起來(lái)的針灸學(xué)，建立了針灸學(xué)基本的理論和技術(shù)體系，是實(shí)驗(yàn)針灸學(xué)和計(jì)算針灸學(xué)創(chuàng)建的基礎(chǔ)，也是實(shí)驗(yàn)針灸學(xué)和計(jì)算針灸學(xué)發(fā)展的源泉和指引;以現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和實(shí)驗(yàn)方法發(fā)展起來(lái)的實(shí)驗(yàn)針灸學(xué)，在傳統(tǒng)針灸學(xué)指導(dǎo)下，研究傳統(tǒng)針灸學(xué)“為何”治病的現(xiàn)代科學(xué)基礎(chǔ)，也是計(jì)算針灸學(xué)創(chuàng)建的基礎(chǔ);計(jì)算針灸學(xué)以傳統(tǒng)針灸學(xué)為指導(dǎo)，以計(jì)算科學(xué)的方法，以數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)，開(kāi)發(fā)和應(yīng)用數(shù)據(jù)分析及理論的方法、數(shù)學(xué)建模和計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，用于針灸學(xué)研究（針灸理論、針灸技術(shù)、針灸作用規(guī)律和原理），是用計(jì)算方法來(lái)管理、分析針灸數(shù)據(jù)并從中挖掘發(fā)現(xiàn)知識(shí)的一門學(xué)科，最終指導(dǎo)臨床實(shí)踐，從而解決針灸“為何”“更好”治病等問(wèn)題。計(jì)算針灸學(xué)是傳統(tǒng)針灸學(xué)和實(shí)驗(yàn)針灸學(xué)的發(fā)展。

實(shí)驗(yàn)針灸學(xué)利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和實(shí)驗(yàn)方法對(duì)傳統(tǒng)針灸學(xué)的理論、作用規(guī)律與原理等內(nèi)容進(jìn)行實(shí)證研究，獲取的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可為計(jì)算針灸學(xué)提供信息來(lái)源。計(jì)算針灸學(xué)是將海量的針灸古籍信息、過(guò)往針灸研究數(shù)據(jù)以及最新實(shí)驗(yàn)所獲得的信息作為數(shù)據(jù)源，以針灸學(xué)問(wèn)題構(gòu)建數(shù)學(xué)模型，通過(guò)計(jì)算的方法分析針灸的作用規(guī)律與原理，預(yù)測(cè)針灸最佳適應(yīng)病癥及最優(yōu)干預(yù)方案。計(jì)算針灸學(xué)提出實(shí)驗(yàn)及可驗(yàn)證的假說(shuō)，用以指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)。計(jì)算針灸學(xué)側(cè)重于計(jì)算，通過(guò)模型構(gòu)建和計(jì)算仿真，研究針灸基本理論、針灸作用原理、針灸作用規(guī)律等內(nèi)容。計(jì)算針灸學(xué)與實(shí)驗(yàn)針灸學(xué)兩者相輔相成，互為補(bǔ)充，計(jì)算針灸學(xué)需要實(shí)驗(yàn)提供數(shù)據(jù)與驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)針灸學(xué)需要計(jì)算提供分析與挖掘，計(jì)算針灸學(xué)重在回答發(fā)生或可能發(fā)生什么，而實(shí)驗(yàn)針灸學(xué)重在回答為什么發(fā)生。

5.2 研究針灸作用規(guī)律機(jī)器學(xué)習(xí)（Machine Learning）是一門專門研究計(jì)算機(jī)怎樣模擬或?qū)崿F(xiàn)人類的學(xué)習(xí)行為，以獲取新的知識(shí)或技能，重新組織已有的知識(shí)結(jié)構(gòu)使之不斷改善自身的性能的學(xué)科[18]。1959年美國(guó)的塞繆爾（Samuel）設(shè)計(jì)了一個(gè)下棋程序，這個(gè)程序具有學(xué)習(xí)能力，它可以在不斷的對(duì)弈中改善自己的棋藝。4年后，這個(gè)程序戰(zhàn)勝了設(shè)計(jì)者本人。又過(guò)了3年，這個(gè)程序戰(zhàn)勝了美國(guó)一個(gè)保持8年之久的常勝不敗的冠軍。在過(guò)去，數(shù)據(jù)分析比事后分析更為重要，事后分析就是“已經(jīng)發(fā)生的事情”。未來(lái)的預(yù)測(cè)本質(zhì)上仍是歷史分析。人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)正在幫助開(kāi)拓一個(gè)新領(lǐng)域：“將要發(fā)生的事情，或者至少是“可能發(fā)生的事情”。此外，還可以教會(huì)機(jī)器學(xué)習(xí)算法基于前瞻性的見(jiàn)解做出決策或采取行動(dòng)。

機(jī)器學(xué)習(xí)已應(yīng)用于中醫(yī)藥相關(guān)規(guī)律的研究。其中，傳統(tǒng)機(jī)器學(xué)習(xí)算法為中醫(yī)癥狀、癥候和證型辨別的客觀化以及中醫(yī)藥內(nèi)在規(guī)律的挖掘與發(fā)現(xiàn)提供了技術(shù)支持。如馮冰等對(duì)脈診儀采集的脈診數(shù)據(jù)先進(jìn)行雙樹復(fù)小波變換，再通過(guò)梅爾倒譜系數(shù)進(jìn)行特征提取，最后使用Fuzzy c-means聚類算法進(jìn)行聚類分析，對(duì)脈象的識(shí)別準(zhǔn)確率可達(dá)78.2%，一定程度上可避免醫(yī)生主觀判斷對(duì)脈象識(shí)別的影響[19]。潘主強(qiáng)等在以亞健康數(shù)據(jù)為主要研究對(duì)象，探索不均衡數(shù)據(jù)的機(jī)器學(xué)習(xí)分類方法;以腎臟疾病為主要研究對(duì)象，構(gòu)建綜合了3種輔助診斷工具的混合分類模型;以心血管病、血脂異常疾病和尿酸升高類疾病為主要研究對(duì)象，研究多標(biāo)記數(shù)據(jù)分類方法等相關(guān)實(shí)驗(yàn)中均取得良好的病癥分類效果，且分類結(jié)果符合醫(yī)學(xué)理論，具有臨床指導(dǎo)意義[20]。裴衛(wèi)等通過(guò)關(guān)聯(lián)規(guī)則、K-means聚類分析等無(wú)監(jiān)督的機(jī)器學(xué)習(xí)算法對(duì)589首中醫(yī)治療肝病的處方進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)機(jī)器學(xué)習(xí)的結(jié)果與藥物復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中的結(jié)構(gòu)完全一致，應(yīng)用機(jī)器學(xué)習(xí)探究中醫(yī)治療肝硬化的中藥組方規(guī)律確實(shí)可行[21]。

浩如煙海的針灸古典文獻(xiàn)是先人留給我們的防病治病智慧，現(xiàn)代的針灸臨床研究和真實(shí)世界的臨床病歷采集所積累的文獻(xiàn)蘊(yùn)含著寶貴的臨床經(jīng)驗(yàn)，凡此等等都構(gòu)成了針灸的大數(shù)據(jù)。大數(shù)據(jù)的價(jià)值在于數(shù)據(jù)分析以及分析基礎(chǔ)上的數(shù)據(jù)挖掘和智能決策，通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的分析，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)的變化以及各數(shù)據(jù)間的相關(guān)性，挖掘以往被忽視的規(guī)律，獲得具有洞察力和新價(jià)值的新知識(shí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)行為的決策和預(yù)測(cè)。

如我們采用機(jī)器學(xué)習(xí)的方法，對(duì)針刺治療疾病的選穴配伍規(guī)律等進(jìn)行了研究。首先進(jìn)行了針灸數(shù)據(jù)挖掘基礎(chǔ)詞庫(kù)的構(gòu)建，建立了基于機(jī)器學(xué)習(xí)的針刺文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)，發(fā)現(xiàn)了單穴與配穴、局部配穴與遠(yuǎn)近配穴的等針灸腧穴配伍的普適性規(guī)律。給出了針灸優(yōu)勢(shì)病種中腧穴配伍處方的核心腧穴，研發(fā)了針灸臨床決策支持系統(tǒng)[22]。見(jiàn)圖2～4。

5.3 探索針灸作用機(jī)制針灸刺激具有復(fù)雜性，其復(fù)雜性使得針灸機(jī)制的研究開(kāi)展面臨困難，難以用單一的、特定的生物靶點(diǎn)概括針灸的作用效果。如何為針灸治療尋找生物學(xué)特征，是計(jì)算針灸學(xué)的一個(gè)重要的任務(wù)。20世紀(jì)80年代末，北京醫(yī)學(xué)院針麻原理觀察組為了研究針刺穴位時(shí)的鎮(zhèn)痛規(guī)律，對(duì)正常人及神經(jīng)系統(tǒng)疾病患者進(jìn)行針刺對(duì)皮膚痛閾影響的觀察，發(fā)現(xiàn)進(jìn)針后痛閾升高和去針后痛閾恢復(fù)均符合指數(shù)曲線形式，并進(jìn)行驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)實(shí)際測(cè)得值和理論值相符，這是基于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)通過(guò)計(jì)算對(duì)針灸作用規(guī)律和機(jī)制進(jìn)行探討的有益探索[22]。針灸組學(xué)特征研究更是要計(jì)算，這包括從一系列針灸組學(xué)如穴位組學(xué)、針灸效應(yīng)的表型組（Phenome）、基因組（Genome）、轉(zhuǎn)錄組（Transcriptome）、蛋白質(zhì)組（Proteome）、相互作用組（Interactome）、代謝組（Metabolome）等。計(jì)算針灸學(xué)運(yùn)用大規(guī)模高效的理論模型和數(shù)值計(jì)算來(lái)識(shí)別針灸干預(yù)機(jī)體后基因組、蛋白組、代謝組的變化;研究針灸作用后生物大分子之間相互作用以及生物大分子與配體的相互作用，模擬針灸后生命體內(nèi)的信息流過(guò)程，從而認(rèn)識(shí)針灸作用的規(guī)律，應(yīng)用基因組和代謝通路的知識(shí)，通過(guò)分子模擬等方法進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助針灸設(shè)計(jì)，開(kāi)發(fā)有效的、新的疾病治療方法。無(wú)論是針灸本身的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)挖掘，還是對(duì)針灸結(jié)果的進(jìn)一步挖掘，提取特征規(guī)律都需要計(jì)算?；趯?shí)驗(yàn)針灸的數(shù)據(jù)，探尋針灸作用的規(guī)律與機(jī)制是計(jì)算針灸學(xué)重要研究?jī)?nèi)容之一。

廣泛深入的數(shù)學(xué)建模及應(yīng)用是計(jì)算針灸學(xué)的重要研究?jī)?nèi)容，計(jì)算針灸學(xué)要將眾多知識(shí)發(fā)現(xiàn)有機(jī)地整合起來(lái)，把來(lái)自各方面的因素聯(lián)系在一起，以定量的形式刻畫、從不同角度展現(xiàn)針灸激發(fā)生命現(xiàn)象的本質(zhì)和治療疾病的規(guī)律，必然需要建立數(shù)學(xué)模型通過(guò)數(shù)學(xué)語(yǔ)言的抽象描述來(lái)實(shí)現(xiàn)。計(jì)算針灸學(xué)可在前人大量針灸研究基礎(chǔ)上結(jié)合現(xiàn)代最新實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄，通過(guò)收集、整理、學(xué)習(xí)、分析、挖掘針灸蘊(yùn)藏的豐富的信息資源，進(jìn)而揭示針灸作用的客觀規(guī)律。

針刺效應(yīng)機(jī)制的研究已從穴位局部、外周、中樞、靶器官不同層面開(kāi)展了一些研究，取得了很多重要成果，但這些研究多為單一因素的研究，對(duì)穴位效應(yīng)產(chǎn)生的各個(gè)環(huán)節(jié)尚未建立起相互聯(lián)系、相互影響的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)模型，缺乏系統(tǒng)的歸納和規(guī)律的提煉。如針灸是如何調(diào)節(jié)機(jī)體達(dá)到中和狀態(tài)的呢？這也需要計(jì)算針灸學(xué)。我們首先提出“三網(wǎng)聯(lián)動(dòng)”說(shuō)。見(jiàn)圖5。針灸啟動(dòng)經(jīng)穴小網(wǎng)絡(luò)，調(diào)動(dòng)機(jī)體大網(wǎng)絡(luò)，調(diào)整機(jī)體病網(wǎng)絡(luò)，達(dá)到陰陽(yáng)協(xié)調(diào)、氣血平和的中和狀態(tài)。具體來(lái)說(shuō)，就是針灸作為一種創(chuàng)傷性物理刺激，首先激活了針刺穴位微環(huán)境小網(wǎng)絡(luò)，使針刺信息在穴位局部啟動(dòng)并級(jí)聯(lián)放大，進(jìn)而調(diào)動(dòng)人體自身調(diào)節(jié)大網(wǎng)絡(luò)——神經(jīng)—內(nèi)分泌—免疫網(wǎng)絡(luò)（NEI網(wǎng)絡(luò)），經(jīng)NEI調(diào)控，針刺效應(yīng)信息輸出到靶器官，調(diào)整疾病網(wǎng)絡(luò)（病網(wǎng)絡(luò)），產(chǎn)生針灸療效。即針效的產(chǎn)生是針刺啟動(dòng)穴位局部“穴網(wǎng)絡(luò)”，調(diào)動(dòng)機(jī)體神經(jīng)-內(nèi)分泌-免疫“大網(wǎng)絡(luò)”的調(diào)節(jié)，從而作用于靶器官“病網(wǎng)絡(luò)”。三網(wǎng)聯(lián)動(dòng)，糾正疾病的失衡狀態(tài)，恢復(fù)機(jī)體的內(nèi)穩(wěn)態(tài)，達(dá)到“中和”狀態(tài)[12]。當(dāng)機(jī)體處于病理狀態(tài)時(shí)，疾病網(wǎng)絡(luò)發(fā)生改變，通過(guò)機(jī)體的神經(jīng)-內(nèi)分泌-免疫網(wǎng)絡(luò)等途徑，也可以反映到穴位局部的穴網(wǎng)絡(luò)，從而使穴位產(chǎn)生某些陽(yáng)性反應(yīng)，如壓痛、條索、結(jié)節(jié)等，阿是穴的產(chǎn)生即如此。只有將以上個(gè)部分建立起相互聯(lián)系、相互影響的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)模型，才可能解決針灸作用的規(guī)律。

6 小結(jié)

我們正處在于一個(gè)大數(shù)據(jù)時(shí)代，各行各業(yè)均存在大數(shù)據(jù)，醫(yī)療中更是有著比較廣泛的應(yīng)用，如基因工程、疾病的預(yù)測(cè)分析、患者的手術(shù)方案等，大數(shù)據(jù)可以幫助醫(yī)療機(jī)構(gòu)建立患者的疾病風(fēng)險(xiǎn)跟蹤機(jī)制以及幫助醫(yī)藥企業(yè)提升藥品的臨床使用效果等。面對(duì)紛繁復(fù)雜的信息，我們需要搜索、處理、分析、歸納、總結(jié)其深層次的規(guī)律。計(jì)算針灸學(xué)是針灸學(xué)發(fā)展的新時(shí)代，是傳統(tǒng)針灸學(xué)、實(shí)驗(yàn)針灸學(xué)與現(xiàn)代計(jì)算科學(xué)相結(jié)合的產(chǎn)物，涉及包括數(shù)學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)、中醫(yī)針灸學(xué)、生物學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)等在內(nèi)的多個(gè)學(xué)科，以針灸學(xué)中的現(xiàn)象和規(guī)律作為研究對(duì)象，以解決針灸醫(yī)學(xué)的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題和提高針灸臨床療效為最終目標(biāo)，它將“發(fā)現(xiàn)的科學(xué)”和“假設(shè)驅(qū)動(dòng)的科學(xué)”有機(jī)地聯(lián)系起來(lái)，使得針灸生物信息、知識(shí)發(fā)現(xiàn)、數(shù)學(xué)模型和假設(shè)檢驗(yàn)完美地結(jié)合在一起，為針灸科學(xué)研究鋪開(kāi)一條多學(xué)科交叉融合的高速公路。

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（2020-03-10收稿 責(zé)任編輯：王明）