Kuidas ühendada tehisaru ja täppismeditsiin?

Tartu Ülikooli arvutiteaduse instituudi terviseinformaatika töörühmaga on liitunud terviseandmete tehisintellekti teadur Djeane Debora Onthoni, kellel on rahvusvahelised kogemused tehisaru rakendamisel terviseandmete analüüsis ja täppismeditsiinis. Teda usutles andmeteaduse õppetooli juhataja professor Jaak Vilo.

Saabusid Eestisse hiljuti. Kirjelda palun lühidalt oma tausta ja eriala.

Mul on hea meel, et sain ühineda Tartu Ülikooli arvutiteaduse instituudi terviseandmete ja tehisintellekti uurimisrühmaga. Minu taust on seotud tehisaru ja statistilise analüüsi rakendamisega keerukate haiguste uurimiseks mitmesuguste terviseandmete abil. Mu teadustee algas doktorikraadiga arvutiteaduse ja infotehnika alal Taiwanis Chang Gungi Ülikoolis, kus spetsialiseerusin masinnägemisele. Seejärel läbisin järeldoktorantuuri Taiwani Riiklikus Terviseuuringute Instituudis. Oma teadlaskarjääri jooksul olen järjepidevalt tegelenud täppismeditsiini edendamisega, analüüsides mitmeliigilisi andmeid, sealhulgas meditsiinilisi ülesvõtteid ja elektroonilisi terviselugusid, samuti Taiwani, Ühendkuningriigi ja Eesti biopankade genoomi- ja kliinilisi andmeid.

Mis sind sellesse valdkonda tõi ja kuidas su senine teekond on kulgenud?

Minu teekonda terviseandmete tehisintellekti valdkonda on juhtinud nii uudishimu kui ka praktiline vajadus. Doktorantuuri ajal hakkas mind paeluma see, kui suur potentsiaal on tehisarul – seotuna statistiliste meetoditega – meditsiinis mustrite avastamisel, otsusetegemise toetamisel ja diagnoosimise kiirendamisel. Mind köitis eriti see, kui palju on võimalik parandada nende uute meetodite abil inimeste elukvaliteeti.

Sellest hetkest, kui mõistsin tehisaru ja tervishoiu tohutut sünergiat, olen sihikindlalt seda teadusala edasi uurinud. See tee pole alati olnud sirgjooneline – kui töötad mitme valdkonna piirimail ja püüad tehnilisi tulemusi tegelikku kliinilisse töösse üle kanda, tuleb ette ka omajagu raskusi, kuid iga samm on õpetanud mulle midagi väärtuslikku. Olen väga tänulik oma perele, juhendajatele, koostööpartneritele ja sõpradele, kes on mind sel teekonnal toetanud.

Millised on selle valdkonna praegused piirangud ja mis aitaks sinu arvates neid ületada?

Minu jaoks on üks selle valdkonna piiranguid tehisaru mudelite tõlgendatavus. Usaldusväärsete süsteemide loomiseks on oluline, eriti kliinilises kontekstis, et mudelid oleksid arusaadavad. See tähendab, et mudeli ennustused peaksid olema seletatavad kliiniliste leidude kaudu, et tervishoiutöötajatel oleks võimalik neid mõista, usaldada ja tõhusalt oma otsuste tegemisel kasutada.

Tänu viimase aja edusammudele, sealhulgas seletuslikule intellektitehnikale (XAI) ja muudele mudelite tõlgendamise lahendustele, on hakatud tehisaru töövoogudesse lõimima valdkonnaspetsiifilisi teadmisi. See parandab mudelite läbipaistvust ning aitab ületada lõhet tehisaru ja kliinilise töö vahel, sest nii muutuvad tehisaru tööriistad täpsemaks ning ühtlasi paremini mõistetavaks ja rakendatavaks.

Kuidas sa oma teadustöös loovust ja uuenduslikkust edendad?

Kuna tehnoloogia areneb pidevalt, olen harjunud regulaarselt lugema teadusartikleid ja vabatahtlikuna retsenseerima teadusajakirjade käsikirju. See hoiab mind kursis uusimate tehnoloogiliste avastuste ja lahendustega, mis omakorda soodustab loovust, sest toob esile lüngad teadustöös.

Lisaks on väga oluline töö tulemusi praktikas rakendada. Ideede pidev katsetamine võimaldab mul teadmisi süvendada ja oma kontseptsioone ellu viia. Samuti õpin heameelega tundma uusi tööriistu ja programmeerimiskeeli – paindlikkus avardab vaatevälja ja soodustab samuti uuendusi.

Kas oled oma rahvusvahelise kogemuse põhjal märganud suuri erinevusi Taiwani ja Indoneesia ning Eesti vahel? Millised on sinu koostöö ootused Eestis?

Jah, üks märkimisväärne erinevus on rahvastiku koosseis. Indoneesias on äärmiselt mitmekesine rahvastik, kes elab hajutatult paljudel saartel – see tekitab nii raskusi kui ka ainulaadseid võimalusi andmete standardimisel ja analüüsimisel. Indoneesias on biopanga arendamine alles algusjärgus ning sealne geograafia – ligikaudu 17 000 saart – muudab andmete kogumise ja sidumise keerukaks. Seevastu Taiwani biopangas on esindatud peamiselt pärishiinlaste, hanide geenid. Taiwanil on ka väga hea riiklik tervisekindlustussüsteem ja välja arendatud biopangataristu.

Eestis olen koostöö suhtes väga optimistlik. Eesti on tuntud oma kõrgetasemelise digitaristu ja terviseandmete uuendusliku käsitlemise poolest, eriti mis puudutab geenivaramut. Usun, et töötamine Eestis pakub suurepäraseid võimalusi osaleda tipp-projektides, kus saab ühendada eri valdkondade teadmised ja mitmekesised andmekogumid.

Kuidas on nii erinevad töökeskkonnad kujundanud sinu teaduslikku vaadet ja hoiakuid?

Töötamine mitmekesistes keskkondades, olgu siis Indoneesia ja Taiwan või Eesti, on kõvasti laiendanud mu teaduslikku maailmapilti. Iga riik on pakkunud teadustöös ainulaadseid vaatenurki eri meetoditele ja väärtustele.

Alguses, Indoneesias, õppisin olema leidlik ja kohanemisvõimeline. Taiwanis sain töötada tempokas ja hästi korraldatud teaduskeskkonnas, kus pandi rõhku valdkondadevahelisele koostööle ja reaalandmetel põhinevatele praktilistele rakendusviisidele. Nüüd, Eestis, inspireerib mind avatus uuenduslikule teadustaristule, mis aitab mul mõelda laiemalt selle üle, kuidas tehisaru lahendusi saaks muuta praktiliseks, paremini tõlgendatavaks ja laiendatavaks.

Millist nõu annaksid üliõpilastele ja alustavatele teadlastele, kellel on huvi andmeteaduse, täppismeditsiinis kasutatava tehisaru või terviseinformaatika vastu, et neil oleks võimalik selles vallas edukalt tegutseda?

Soovitan alustada tugeva aluspõhja loomisest nii andmeteaduses kui ka konkreetses meditsiinivaldkonnas – meditsiinilise konteksti mõistmine on sama oluline kui algoritmide valdamine. Olge uudishimulikud, osalege aktiivselt koostööprojektides ning ärge kartke esitada küsimusi ega võtta ette ülesandeid, mida teised võivad pidada võimatuks. Päriselt kasulikke lahendusi leiavad sageli just need, kes suudavad ühendada tehnoloogia ja tervishoiuvajadused.

Oled kogenud teadlane ja õppejõud. Kuidas sa oma loengutes koostöist õpikeskkonda soodustad?

Ma soosin avatud arutelusid, rühmatöid ja kaasõppijate tagasisidet – need aitavad luua usaldusliku ja aktiivse õpikeskkonna. Koostöö soodustamiseks on oluline tekitada turvaline ruum, kus küsimused ja erisugused arvamused on teretulnud.

Kui saaksid üheks päevaks oma praeguse ameti millegi täiesti teistsuguse vastu vahetada, siis mis see oleks ja miks?

Oleksin sisulooja. Kuigi seda ei peeta traditsiooniliseks ametiks, on see tegevusala, mis sunnib sind pidevalt olema loov ja uutele ideedele avatud. See õpetab ka väärtuslikke suhtlemisoskusi, eelkõige seda, kuidas väljendada oma mõtteid nii, et need oleksid korraga paljudele arusaadavad ja huvipakkuvad.

Kas sinu teadlaskarjääris on olnud mõni oluline verstapost või eriti väärtuslik õppetund, mida sooviksid teistega jagada?

Üks väärtuslik õppetund on see, et ei tasu lasta end heidutada – isegi kui keegi ütleb, et sinu idee elluviimine pole võimalik, jätka selle uurimist, kuni oled selle ise tõestanud. Tõeliselt uued asjad saavad sageli alguse teistsugusest mõtlemisest. Ole uudishimulik, jää oma eesmärgile truuks ning tegutse süstemaatiliselt – nii võid avastada midagi tõeliselt tähendusrikast ja ühiskonnale kasulikku.

On sulle Tartus midagi naljakat või huvitavat ka silma jäänud?

Jah, üht naljakat asja olen märganud küll ja see meenutab mulle elu Taiwanis ja Indoneesias. Kui mu kodumaal päike lõõskab, eriti pärastlõunal, siis hoidume varju või käime ringi päikesevarjuga, nagu see oleks meie parim sõber. Aga Tartus? Inimesed peesitavad päikese käes! Kui päikselisi päevi on nii harva, küllap siis õpid neid tõeliselt hindama.