元宇宙視角下的醫(yī)學(xué)教育初探

葛 巍 群 森

(1. 徐州醫(yī)科大學(xué) 附屬醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科， 徐州 221000)(2. 中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 附屬第一醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科， 合肥 230001)

“元宇宙”無(wú)疑是2021 年全球最火的概念之一，該詞直譯于英語(yǔ)名詞 Metaverse，意為“超越宇宙”，即元宇宙。Metaverse一詞來(lái)源于美國(guó)作家Neal Stephenson 在1992年出版的科幻小說(shuō)《雪崩》，書(shū)中描述了一個(gè)可與現(xiàn)實(shí)交互的虛擬世界。此后，相關(guān)構(gòu)思的題材在諸多影視劇中都有直觀生動(dòng)的場(chǎng)景描述。美國(guó)著名的互聯(lián)網(wǎng)社交平臺(tái)“臉書(shū)”的創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官，馬克·扎克伯格(Mark Zuckerberg)，在2021年10月28日宣布其公司名由 “Facebook”改為 “Meta”，將元宇宙推向新熱度并受到資本市場(chǎng)前所未有的關(guān)注。而2021 年則被稱為全球的 “元宇宙元年”。

元宇宙目前尚無(wú)一個(gè)全球公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)定義。Roblox公司的創(chuàng)始人David Baszucki提出了元宇宙的八大要素，即身份 (identity)、朋友(friends)、沉浸感(immersion)、低延遲 (low latency)、多樣性(diversification)、隨時(shí)隨地(anytime, anywhere)、經(jīng)濟(jì)體系(economic system)和文明 (civilization)。結(jié)合元宇宙所具備技術(shù)特點(diǎn)及以上八大要素，我國(guó)學(xué)者胡樂(lè)樂(lè)將元宇宙的定義概括為通過(guò)高科技、互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)通訊、專門(mén)設(shè)備關(guān)聯(lián)起來(lái)的在線虛擬世界，該虛擬世界是脫胎于、平行于、獨(dú)立于現(xiàn)實(shí)世界的空間[1]。

而隨著社會(huì)的發(fā)展及科技的進(jìn)步，高質(zhì)量教學(xué)課程要求具有創(chuàng)新性、高階性及挑戰(zhàn)度；可實(shí)現(xiàn)分析、綜合、評(píng)價(jià)和創(chuàng)造教學(xué)目標(biāo)；能促進(jìn)學(xué)生文化基礎(chǔ)、自主發(fā)展以及社會(huì)參與等核心素養(yǎng)的發(fā)展[2]。結(jié)合以上要求，元宇宙具備的優(yōu)勢(shì)無(wú)疑使未來(lái)的教育成為其重要的行業(yè)導(dǎo)向[3]。正如Mark Zuckerberg所言，“元宇宙的到來(lái)必將重塑未來(lái)的教育方式”。

1 后疫情時(shí)代醫(yī)學(xué)教育面臨的挑戰(zhàn)

多年來(lái)醫(yī)學(xué)院校的教學(xué)以線下課堂為主，固定的校園、教室和實(shí)驗(yàn)室，書(shū)本式教材，結(jié)合臨床老師經(jīng)驗(yàn)式的“傳、幫、帶”，構(gòu)成了傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)教育的主體。不可否認(rèn)，傳統(tǒng)的教學(xué)模式培養(yǎng)了眾多出類拔萃的醫(yī)學(xué)科學(xué)家，也為醫(yī)學(xué)發(fā)展做出了巨大貢獻(xiàn)。事實(shí)上，多年來(lái)相對(duì)陳舊的教材，抽象的理論、短缺的標(biāo)本，實(shí)踐機(jī)會(huì)不足等，使醫(yī)學(xué)生對(duì)繁重的學(xué)業(yè)感到疲憊乏味，并在一定程度上傷害其對(duì)科學(xué)的想象力及創(chuàng)造力。此外，服務(wù)對(duì)象為社會(huì)中“人”的醫(yī)學(xué)，不僅是一門(mén)單純的自然科學(xué)，醫(yī)學(xué)的目的不會(huì)止步于“治病”本身，醫(yī)學(xué)的初心更是去“救人”。因此醫(yī)學(xué)教育的目標(biāo)不局限于滿足醫(yī)學(xué)生作為理科生對(duì)理論知識(shí)的要求，還需要綜合素質(zhì)的培養(yǎng)，這僅通過(guò)課堂的說(shuō)教遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。

自2019年底至今，突如其來(lái)的新冠疫情使得全球人類的生活被猝不及防地按下了暫停鍵，但同時(shí)卻大大加速人類社會(huì)整體向數(shù)字化發(fā)展的步伐。傳統(tǒng)課堂受到嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，各種形式的空中課堂應(yīng)運(yùn)而生。雖然在線課堂的某些特點(diǎn)可以滿足醫(yī)學(xué)教育的部分需求，但依然面臨很多問(wèn)題[4]，如平面網(wǎng)頁(yè)枯燥單調(diào)、人機(jī)交互方式簡(jiǎn)單，學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)記錄不全，技能培養(yǎng)環(huán)境缺乏等[5]。作為學(xué)生而言，注意力難以集中，學(xué)習(xí)的積極性及參與感不強(qiáng)；作為教師，難以切實(shí)評(píng)價(jià)學(xué)習(xí)成效，師生間互動(dòng)性差。如何真正地提高醫(yī)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)生的內(nèi)驅(qū)力及創(chuàng)造力，同時(shí)教師可以得到真實(shí)學(xué)習(xí)反饋并定制精準(zhǔn)的教學(xué)方案，是目前醫(yī)學(xué)教育需要解決的問(wèn)題和發(fā)展的方向。

元宇宙作為一種創(chuàng)新的教學(xué)工具為教育領(lǐng)域帶來(lái)了全新的理念。元宇宙與教育結(jié)合，又稱教育元宇宙(Edu-metaverse)[6]，其建設(shè)的基本技術(shù)如5G/6G網(wǎng)絡(luò)、人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、VR/AR/MR、數(shù)字孿生、區(qū)塊鏈乃至腦機(jī)接口等逐步堅(jiān)實(shí)。高質(zhì)量醫(yī)學(xué)教學(xué)的需求也大力推動(dòng)著元宇宙在醫(yī)學(xué)教育產(chǎn)業(yè)的落地。目前元宇宙在醫(yī)療教育領(lǐng)域的應(yīng)用實(shí)踐已被全球許多國(guó)家密切關(guān)注，尤其是韓國(guó)，在醫(yī)療教育培訓(xùn)方面已顯示出巨大的應(yīng)用價(jià)值。

2 元宇宙在醫(yī)學(xué)教育中的應(yīng)用前景

2017年9月21日中國(guó)科學(xué)院院士、北京大學(xué)韓啟德教授在人民大學(xué)發(fā)表演講，其中對(duì)現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的三大屬性特征進(jìn)行了闡釋，即醫(yī)學(xué)的科學(xué)屬性、人文屬性與社會(huì)屬性，同時(shí)指明了現(xiàn)代醫(yī)學(xué)教育需關(guān)注的方向。

現(xiàn)代醫(yī)學(xué)是由現(xiàn)代科學(xué)催生的因而其首先具有科學(xué)屬性，如“解剖學(xué)”“生物學(xué)”“生理學(xué)”“病理學(xué)”“微生物學(xué)”“免疫學(xué)”“遺傳學(xué)”等課程的設(shè)立。這些課程的學(xué)習(xí)需要大量記憶，其過(guò)程往往乏味，而元宇宙則為課堂搭建一個(gè)全新的場(chǎng)景。可以想象它大致的模樣：教師及學(xué)生各自創(chuàng)建數(shù)字化身份，通過(guò)可穿戴設(shè)備如頭顯或者全息投影，進(jìn)入一個(gè)可與現(xiàn)實(shí)深度融合的虛擬世界，將自己的思維方式轉(zhuǎn)化為具體、有形的操作過(guò)程，甚至通過(guò)意念移動(dòng)虛擬場(chǎng)景的教具位置，通過(guò)指令操控自己的活動(dòng)行為等。同時(shí)，虛實(shí)場(chǎng)景間還可以實(shí)現(xiàn)教學(xué)活動(dòng)的切換，極大程度地拓展了教與學(xué)的時(shí)空邊界。

舉個(gè)例子，以本科教材中神經(jīng)病學(xué)的臨床常見(jiàn)疾病——腦梗死為教學(xué)內(nèi)容。教學(xué)目標(biāo)需要學(xué)生首先掌握解剖學(xué)中關(guān)于腦血管的定位。因?yàn)椴煌?zé)任血管的病變決定腦梗死患者不同的臨床癥狀體征，但學(xué)生對(duì)曾經(jīng)的人體解剖課幾乎印象全無(wú)。因此，腦梗死的教學(xué)難點(diǎn)首先就是復(fù)習(xí)血管的解剖。元宇宙概念下，基于VR(虛擬現(xiàn)實(shí))/AR(增強(qiáng)現(xiàn)實(shí))/MR(混合現(xiàn)實(shí))技術(shù)可營(yíng)造出逼真的解剖室的環(huán)境，通過(guò)簡(jiǎn)單穿戴后學(xué)生登錄進(jìn)入解剖室，可以看到全息的動(dòng)態(tài)解剖人體圖譜，搏動(dòng)的心臟、肺泡血氧的交換、可標(biāo)記顏色的腦動(dòng)靜脈血流，甚至還可以通過(guò)觸覺(jué)輸入局部放大觀察到更加微觀的血腦屏障等等，這種栩栩如生的動(dòng)畫(huà)遠(yuǎn)比教科書(shū)文字的記憶持久深刻，如圖1所示。

圖1 應(yīng)用元宇宙進(jìn)行腦血管介入手術(shù)的模擬操作

對(duì)于腦梗死內(nèi)容的進(jìn)一步學(xué)習(xí)中，學(xué)生還能通過(guò)腦機(jī)接口技術(shù)實(shí)現(xiàn)意念操控，如意念或指令操控改變血栓的大小、成分、移動(dòng)血栓的位置觀察患者臨床表現(xiàn)的變化，強(qiáng)化對(duì)疾病的認(rèn)知。接著對(duì)該病治療的教學(xué)中，需要學(xué)生掌握急性腦梗死的治療原則，判斷時(shí)間窗內(nèi)采取靜脈溶栓還是血管內(nèi)治療。若醫(yī)學(xué)生對(duì)血管內(nèi)治療的手術(shù)感興趣，元宇宙概念下的智能手術(shù)室對(duì)操作培訓(xùn)的優(yōu)勢(shì)則更加突出。在未來(lái)智能手術(shù)室高度逼真的虛擬環(huán)境下，反復(fù)操練后的醫(yī)學(xué)生經(jīng)嚴(yán)格考核，再去進(jìn)行臨床操作實(shí)踐，自然會(huì)大大減少臨床醫(yī)療的風(fēng)險(xiǎn)，這對(duì)于高風(fēng)險(xiǎn)高難度的手術(shù)操作尤其重要。作為醫(yī)療元宇宙的積極實(shí)踐者，韓國(guó)醫(yī)療教育機(jī)構(gòu)已經(jīng)開(kāi)展了肺癌及脊柱手術(shù)的相關(guān)培訓(xùn)，較完美地模擬了真實(shí)的手術(shù)過(guò)程[7-8]。

關(guān)于如何對(duì)一位急性腦梗死患者就病情、治療及預(yù)后進(jìn)行溝通，涉及到的不僅有科學(xué)問(wèn)題，還有人文及社會(huì)學(xué)問(wèn)題。因?yàn)獒t(yī)學(xué)不僅僅是科學(xué)，還是“人學(xué)”，既需要治療疾病又需要治愈心靈。正如韓啟德院士在人民大學(xué)演講時(shí)所言：“人們因其成就而生出傲慢，常常忘記對(duì)醫(yī)學(xué)初心的人文思考”。西方“現(xiàn)代醫(yī)學(xué)之父”William Osler也曾言：“行醫(yī)是一種以科學(xué)為基礎(chǔ)的藝術(shù)”，指出了醫(yī)學(xué)是科學(xué)，更是藝術(shù)，詮釋了醫(yī)學(xué)人文屬性的本質(zhì)。同時(shí)，生活方式、經(jīng)濟(jì)條件、家庭關(guān)系、社會(huì)環(huán)境等諸多社會(huì)因素與醫(yī)療行為也密切相關(guān)，因此關(guān)注醫(yī)療的人文、社會(huì)屬性也是醫(yī)學(xué)教育需要特別注意的，但教科書(shū)上“紙上談兵”似乎很難面對(duì)復(fù)雜的醫(yī)患關(guān)系，而在元宇宙環(huán)境下或許能解決這個(gè)問(wèn)題。由于元宇宙建設(shè)的基本要素之一為文明，其運(yùn)行規(guī)則會(huì)明確制訂符合現(xiàn)實(shí)社會(huì)運(yùn)行的有序文明(倫理、道德、規(guī)范、規(guī)則、法律、制度、文明等)，醫(yī)學(xué)生登錄云宇宙后會(huì)呈現(xiàn)出自己的身份、感官、意識(shí)形態(tài)、政治面貌、家庭關(guān)系、社會(huì)體系、經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)等，同時(shí)也可以給患者設(shè)定其特有的意識(shí)形態(tài)及社會(huì)背景等。學(xué)生通過(guò)此身份去嘗試與患者及家屬進(jìn)行醫(yī)療行為的溝通，在未來(lái)成熟的技術(shù)環(huán)境支持下，這種面對(duì)面交流及互動(dòng)給醫(yī)學(xué)生的印象將是深刻而具體化的。云宇宙概念下的醫(yī)學(xué)教育使枯燥的知識(shí)活了起來(lái)，學(xué)生可以 “所想即所見(jiàn)”“可見(jiàn)即可感知”“可感知即可嘗試”，其潛能被深入挖掘，創(chuàng)造力得到充分爆發(fā)，學(xué)生在教育環(huán)境中的主體地位得到充分體現(xiàn)。作為教師而言，傳統(tǒng)的備課模式也隨之改變，通過(guò)課堂準(zhǔn)備(設(shè)計(jì)教學(xué)場(chǎng)景)、教師導(dǎo)入(提出教學(xué)內(nèi)容)、分組練習(xí)(進(jìn)入虛擬場(chǎng)景)、成績(jī)分享(評(píng)價(jià)教學(xué)目標(biāo))，加之線下溝通及云端推送學(xué)生表現(xiàn)的智能數(shù)據(jù)，成績(jī)的評(píng)價(jià)更加真實(shí)客觀。教師可以根據(jù)評(píng)價(jià)對(duì)不同醫(yī)學(xué)生進(jìn)行適應(yīng)性反饋，并制定針對(duì)每一位學(xué)生的個(gè)性化精準(zhǔn)教案。這與早在5年前國(guó)務(wù)院頒布的《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》思想高度一致，其中明確提出，要“建立以學(xué)習(xí)者為中心的教育環(huán)境，提供精準(zhǔn)推送的教育服務(wù)，實(shí)現(xiàn)日常教育和終身教育的定制化”[9]。當(dāng)然，這些想法的落地還取決于元宇宙的各種技術(shù)及環(huán)境的不斷完善。

3 元宇宙醫(yī)學(xué)教育的發(fā)展及存在問(wèn)題

科技助力下元宇宙應(yīng)用必將極大推動(dòng)醫(yī)學(xué)教育行業(yè)深度發(fā)展，在目前技術(shù)與教育的融合仍在起步階段卻已經(jīng)受到全球的廣泛關(guān)注。2021年11月，Treatment 公司宣布成立全球“醫(yī)療元宇宙” (Medical Metaverse)。在韓國(guó)，元宇宙在醫(yī)學(xué)教育的實(shí)踐已經(jīng)落地應(yīng)用[10]；2022年2月19日，我國(guó) “元宇宙醫(yī)學(xué)聯(lián)盟”在上海成立。同年2月，我國(guó)白春學(xué)等教授在Clinical eHealth發(fā)表了關(guān)于醫(yī)療元宇宙的專家共識(shí)，文中提出了元宇宙在醫(yī)學(xué)教育、科普咨詢、分級(jí)診療、臨床研究甚至醫(yī)療保健等方面實(shí)踐的可行性及美好的前景[11]。

然而，元宇宙本質(zhì)上是人類意識(shí)的數(shù)字化而非真實(shí)的世界，元宇宙不能脫離且不能取代現(xiàn)實(shí)世界，元宇宙的學(xué)習(xí)過(guò)程是用來(lái)推進(jìn)真實(shí)世界集體智慧的發(fā)展。若學(xué)生尤其是年輕的學(xué)生，過(guò)度地沉浸在虛擬空間可能存在以下隱患及風(fēng)險(xiǎn)：①虛擬與現(xiàn)實(shí)之間的界限日益模糊，對(duì)真實(shí)世界的認(rèn)識(shí)產(chǎn)生偏差，最后導(dǎo)致“莊周夢(mèng)蝶”這樣的人生迷幻；②對(duì)情緒、行為、婚戀觀等的消極影響；③不再適應(yīng)真實(shí)世界，真實(shí)的社會(huì)聯(lián)系被弱化；④學(xué)生數(shù)據(jù)被濫用，隱私可能被侵犯[8]；⑤虛擬身份增加了犯罪的可能性，法律、道德和人倫的底線可能被挑戰(zhàn)[12]等等。

4 結(jié)語(yǔ)

元宇宙作為真實(shí)世界的延伸與拓展，在醫(yī)學(xué)教育方面的應(yīng)用具有極大潛力和發(fā)展空間，但同時(shí)也存在可能的風(fēng)險(xiǎn)和隱患。元宇宙給教育業(yè)帶來(lái)的革命性作用值得更多關(guān)注、思考、討論及接受?！靶挠卸啻?，舞臺(tái)就有多大”，期待未來(lái)的元宇宙可以為醫(yī)學(xué)教育提供健康活力的舞臺(tái)。