Искусственный интеллект в высшем медицинском образовании

В последние годы высшее образование (ВО) во всем мире претерпевает быстрые и важные изменения, на которые влияют технологический прогресс и социальные электронные тенденции, направленные в сторону цифровизации процессов обучения. Происходит стремительное развитие искусственного интеллекта (ИИ), технологии которого внедряются в различные сферы нашей жизни: науку, производство, сферу быта, медицину и др. ИИ может использоваться в различных образовательных средах, включая школы, высшие учебные заведения и платформы онлайн-обучения.

Развитие ИИ открывает новые пути для ВО, помогает студентам приобрести новые навыки. Одной из новых технологий в области ВО является использование чата GPT (генеративный предварительно обученный трансформатор). ChatGPT – это одна из технологий ИИ, разработанная Open AI, является компьютерной программой, которая может генерировать ответ на вопрос или команду, заданную пользователем, способна создавать текст отличного качества на естественном языке. Благодаря этой возможности ChatGPT может применяться в различных аспектах жизни, в том числе в обучении. ChatGPT начал широко использоваться в ВО и влияет на уровень самостоятельности студентов [10].

В образовании использование ИИ и ChatGPT потенциально может значительно повысить эффективность системы ВО. С развитием технологий все больше реализуется потенциал того, что учебные ресурсы не только фиксируются на преподавателе, но и ориентируются на более широкие средства обучения и инструменты (в качестве вспомогательных средств) для ускорения широкого поиска информации. Одной из активно используемых функций ChatGPT является ее способность генерировать огромные информационные блоки, что используется студентами при поиске информации и быстром создании публикации: написании эссе, курсовых работ, обзоре литературы и научных статей. ChatGPT значительно облегчает и ускоряет выполнение этих заданий. ИИ помогает быстро и легко сформулировать мысль с помощью ChatGPT. Полученные результаты выглядят структурированными, связными предложениями, а точность составления предложений и грамотность достаточно хорошего уровня.

В образовании внедряется применение мультисенсорных инструкций, способствующих усвоению и запоминанию знаний, ресурсы ИИ включают цифровой текст, видео, картинки и звуки. Использование ChatGPT может стать важным инструментом при интерактивном обучении.

В процессе обучения важным фактором является самостоятельность студентов. Они должны активно изучать информацию, основанную на средствах массовой информации. ИИ предоставляет широкие возможности использовать информацию самостоятельно для решения поставленных задач.

Выставление оценок с помощью ИИ потенциально может значительно повысить эффективность ВО, позволяя преподавателям более точно и эффективно оценивать успеваемость обучающихся.

Искусственный интеллект в высшем медицинском образовании

А.И. Коробко,, Н.В. Орлова, Т.И. Бонкало, С.В. Шмелева

Однако важно отметить, что ИИ не является заменой человеческого суждения и опыта и что его следует использовать как инструмент для усиления и поддержки, а не подмены функций педагогов. ИИ может быть использован для проверки понимания обучающимися учебного материала как для самооценки, так и с возможностью немедленного предоставления обратной связи с преподавателем [4].

Анализ использования технологий ИИ в обучении позволил сделать вывод о том, что они приносят пользу студентам, формируют повышенную мотивацию к обучению, способствуют активному вовлечению в процесс обучения и развитию навыков решения проблем. ИИ может использоваться для поддержки индивидуального обучения, которое представляет собой подход к преподаванию, направленный на адаптацию процесса обучения к уникальным потребностям и способностям каждого студента, в том числе возможностям по состоянию здоровья.

Содержание и методики обучения, разработанные с применением программного обеспечения на базе ИИ, могут позволить преподавателю анализировать ход, прогресс (отставание) и результаты обучения, корректировать сложность контента в режиме реального времени, чтобы обеспечить его надлежащую сложность в отношении каждого обучающегося. Персонализация обучения может принимать различные формы: индивидуальное обучение, обучение в небольших группах или самостоятельное обучение [5].

Основные направления концепции обучения в XXI веке включают изменение роли преподавателей от источников информации до фасилитаторов, наставников и консультантов; изменение нормативной оценки знаний во всестороннее измерение; уход от жесткого обучения в сторону инновационного и творческого процесса; саморазвитие как преподавателей, так и обучающихся; совершенствование цифровой грамотности; замена использования медиа в качестве объекта обучения на использование медиа в качестве инструмента обучения [13].

Внедрение ИИ в образование сопровождается рядом проблем. Рост использования ChatGPT приводит к тому, что нынешние студенты не обращают внимания на академическую этику при составлении заданий, рефератов и научных статей. Академическая этика подразумевает правдивость при выполнении домашних заданий, эссе и научных статей, основанных на самостоятельном мышлении. Нарушением академической этики является плагиат, который при использовании ИИ трудно обнаружить. Недавнее исследование показало, что рецензенты смогли правильно идентифицировать только 68% научных рефератов, как сгенерированных с помощью ChatGPT. Для определения использования ChatGPT его создатель OpenAI разработал программу обнаружения с помощью ИИ; однако и этот инструмент делает ошибки в определении происхождения готового текста. В настоящее время такие ведущие журналы, как Lancet и другие журналы семейства Science не допускают использование текстов, рисунков, изображений или графиков, сгенерированных с применением ИИ, а также исключают указания на его авторство [1].

В ChatGPT есть функция автоматического ответа на различные экзаменационные вопросы, выполнения домашних заданий и составления академических эссе. Опрос показал, что почти 89% студентов американских колледжей используют ChatGPT для выполнения домашних заданий, 22 % используют ChatGPT для создания конспектов, 48 % используют ChatGPT во время экзаменов. Во многих странах университеты блокируют доступ к ChatGPT в интернет-сетях, чтобы помешать учащимся сокращать время при написании экзаменационных работ, избегать чрезмерной зависимости и злоупотреблений, а также обеспечить академическую честность и качество образования [12].

Обучение требует креативности для создания новых идей и инноваций. В отличие от человека ChatGPT не обладает ею. Студенты в процессе обучения должны верить в свои собственные способности, обладать критическим отношением и творческим подходом к решению задач. Использование ИИ при выполнении письменных и других задач должно применяться в разумных пределах, не снижая критического мышления и креативности учащихся из-за зависимости от использования ChatGPT.

ChatGPT и ИИ могут сэкономить время на создании заданий, рефератов и докладных записок. Однако в социальном, эмоциональном и психологическом плане преподаватели никогда не будут заменены. Это связано с тем, что прямая эмоциональная коммуникация и взаимодействие между обучающимися и преподавателями не могут принадлежать ИИ. ChatGPT не может уловить нюансы и стили обучения студентов, которые могут отличаться у каждого человека. Для успешного обучения требуется прямое взаимодействие с преподавателем, в том числе для моделирования или приведения примеров в процессе обучения, в то время как ChatGPT не может этого сделать.

При чрезмерном использовании ИИ могут возникать социальные и психологические проблемы. В социальном плане чрезмерная зависимость от ChatGPT может привести к снижению взаимодействия людей с социальной средой. В психологическом плане чрезмерная зависимость от ChatGPT может привести к тому, что люди станут слабыми в критическом мышлении, так что, когда возникают проблемы в повседневной жизни, отдельным лицам будет трудно их преодолеть [5].

ИИ расширяет возможности для научных исследований, в том числе в медицине. Модели ИИ, такие как ChatGPT, потенциально могут стать трансформационным инструментом для научных исследований и публикаций. ИИ может помочь в обобщении научно-исследовательской литературы, участвовать в редактировании исследовательских статей, предоставить более широкие возможности в написании статей на иностранных языках, способствовать проведению экспертной оценки и поддержки редакционных решений журналов о принятии или отклонении представленных исследовательских работ.

ИИ может способствовать разработке новых технологий и экспериментов. Это может ускорить процесс научных открытий и воплощения результатов исследований в практику. Технологии ИИ, такие как ChatGPT, могут помочь автоматизировать административную работу, например, написание заявок на получение грантов. Цифровизация и использование технологий ИИ позволяют анализировать большие базы данных в медицине, обобщение полученных результатов может значительно улучшить и ускорить клинические исследования по эффективности новых методов диагностики и лечения. Быстрый прогресс в области ИИ открывает возможности для улучшения поддержки принятия клинических решений. Технологии ИИ нашли применение в диагностике, в том числе в ранней диагностике онкологических заболеваний, включая визуализацию рентгенологических снимков, гистопатологических материалов [3].

В стратегии развития здравоохранения планируется «создание единого цифрового контура в здравоохранении». Повсеместные цифровые системы здравоохранения позволят как врачам, так и пациентам легко получать доступ к биомедицинской информации. ИИ становится незаменимым помощником в компьютерной идентификации клинической проблемы, быстром сборе данных из электронных медицинских карт и оценке алгоритмов. Для оптимизации процессов принятия клинических решений необходим прогноз в реальном времени и связь с клиническими рекомендациями – в этом оказывает помощь интеллектуаль-

Искусственный интеллект в высшем медицинском образовании

А.И. Коробко,, Н.В. Орлова, Т.И. Бонкало, С.В. Шмелева

ная система поддержки ИИ, способствуя персонализированной направленности медицины, оптимизации расходов на здравоохранение и улучшению результатов лечения пациентов. В то же время проводятся дискуссии по рассмотрению таких вопросов, как оценка алгоритмов принятия решений ИИ и юридические последствия таких решений.

Технологии ИИ могут помочь освободить врачей от рутиной практики по оформлению выписной документации. ChatGPT генерирует выписку за считанные секунды с минимальными запросами от врачей, автоматизируя административную нагрузку, что позволит высвободить больше времени для оказания помощи пациентам. Социальная сеть и цифровая платформа для врачей запустила бета-версию ChatGPT под названием DocsGPT, которая позволяет врачам автоматизировать административные задачи, такие как составление и отправка по факсу медицинских писем и текстов на основе ИИ. Освобождение практикующих врачей от задач, которые могут быть автоматизированы, позволит снизить административное бремя клинической практики и решить проблему нехватки медицинских кадров [9].

Время, проводимое клиницистами с пациентами, становится все более ограниченным из-за нормативной нагрузки, оформления документации и административных обязанностей. Эти факторы ограничивают время клиницистов для предоставления подробных объяснений пациентам. Помимо административных задач, ChatGPT может также поддерживать и потенциально заменять общение клинициста с пациентами. Анализ ответов ChatGPT на вопросы пациентов в интернете, на примере «Распространенные мифы и заблуждения о раке» показал, что их точность составляет 96,9%. Сокращение рабочего времени на общение с пациентами, которое может быть заменено ChatGPT, также позволит снизить нехватку медицинских кадров и эмоциональное выгорание врачей [2].

Технологии и инструменты ИИ могут помочь преодолеть разрыв между пациентами и медицинскими работниками, улучшить результаты лечения пациентов с помощью индивидуальных планов лечения и вмешательств. Поскольку технологии ИИ продолжают развиваться, медицинским работникам и руководителям будет важно участвовать в разработке и внедрении этих инструментов в медицину.

Знания в медицине расширяются быстрее, чем способность их усваивать и эффективно применять. Подсчитано, что время удвоения медицинских знаний в 1950 г. составило 50 лет; в 1980 г. 7 лет; а в 2010 году 3,5 года. В 2020 году прогнозируется, что он составит 0,2 года – всего 73 дня. Расширение знаний заставит медицинские школы определять те понятия, которые составляют основу того, что студенты должны изучать. Помимо этого, клинический опыт связан с наличием хорошо организованных знаний. По мере того, как студенты приобретают знания, они организуют их в схемы и алгоритмы. В этих процессах роль ИИ имеет большое значение не только в высшем образовании, но в постдипломном для практикующих врачей. Экспоненциальное расширение медицинских знаний требует от врачей не вспоминать, а обновлять то, что они знают, и выбирать правильную информацию из избытка вариантов. ИИ уменьшит усилия, необходимые врачам для интерпретации цифровых данных, и улучшит их способность устанавливать диагноз и прогноз [6].

Проблема использования ИИ в мошеннических целях так же актуальна в медицинском образовании, как и в других отраслях. Недавнее исследование показало, что последняя версия ChatGPT смогла пройти Объединенный государственный экзамен (USMLE) на медицинское лицензирование, позволяющий заниматься медицинской практикой в США, набрав проходной балл в 85%, продемонстрировав при этом обоснованные клинические рассуждения. Столь высокий результат экзаменов за всю историю был достигнут впервые. Данное исследование также выявило проблемы в системе медицинского образования, в том числе ее ориентацию на механическое запоминание фактов и цифр. Помимо оценки возможности ChatGPT в сдаче экзамена по медицинскому лицензированию в США, Kung TH et al. провели исследование по изучению потенциала обучения человека с помощью ИИ в медицинском образовании на примере студентов медиков 2-го курса. Была отмечена согласованность ответов ChatGPT, так что студент мог легко следовать внутреннему языку, логике и направленности отношений, содержащихся в тексте объяснения. Был сделан вывод о том, что ChatGPT обладает частичной способностью преподавать медицину [7].

Тенденции в образовательных программах медицинских университетов во всем мире направлены на получение практических навыков (компетенций). Виртуальные симуляторы пациентов и тренажеры облегчают обучение студентов, поскольку они предлагают места для практики диагностики медицинских аномалий без риска причинения вреда пациенту и для наблюдения за аномальной патологией, которая иначе недоступна при живых встречах с пациентами. Улучшению освоения компетенций может способствовать ранняя интеграция теории в клиническую практику с контактом с реальными пациентами.

Недостатком ChatGPT в клинической практике может являться негибкость в оценке блока медицинских данных. Представление медицинских знаний как чего-то, что может быть заключено в вопросы с множественным выбором, создает когнитивное формирование ложной уверенности. Эффекты лечения в алгоритмах ChatGPT представлены как стабильные с течением времени. Однако в реальной практике это постоянно меняющиеся производные. Для ИИ характерны сложности при оценке нюансов и контекста, когда нет четких правил и когда эксперты могут не согласиться с правильным ответом. Эти ситуации часто возникают в медицине, когда даже консилиум с авторитетными клиницистами не может прийти к единому мнению. Студентам-медикам необходимы навыки работы с данными, которые позволяют каждому врачу вносить свой вклад, постоянно оценивать и пересматривать медицинские знания.

Еще одна проблема связана с непрерывным пополнением и генерацией знаний из интернета. Представленная медицинская информация о результатах клинических исследований может быть основана на исследованиях с узкоспецифичной выборкой пациентов и не распространяться на другие континенты, расы людей и т.д. [8].

Медицинское образование включает лицензионные экзамены со стандартизированным тестированием. Обновление и создание нового экзаменационного контента ограничивается временными факторами и физическими возможностями человека. Технологии генеративного языкового ИИ могут позволить разгрузить человеческие усилия, помогая в процессе написания экзаменационных вопросов и объяснений к ним.

Целью выпускных (лицензионных, аккредитационных) экзаменов в медицинском ВУЗе является оценка способности врача применять знания, концепции и принципы, а также демонстрировать основные навыки, ориентированные на пациента, которые важны для здоровья и болезни и составляют основу безопасного и эффективного лечения пациентов. В то же время не менее важны другие характеристики, такие как сочувствие к пациентам, вежливость, уважение к коллегам, которые делают студента-медика специалистом. Следовательно, технологии ИИ не могут в полной мере дать навыки, необходимые для современной медицинской практики в то время, как педагоги медицинских ВУЗов придерживаются гуманистического подхода и врачебной этики, помогая будущим врачам научиться взаимодействовать с пациентами и сотрудничать с медицинскими

Искусственный интеллект в высшем медицинском образовании

А.И. Коробко,, Н.В. Орлова, Т.И. Бонкало, С.В. Шмелева

работниками в своей клинической практике [8].

ChatGPT и другие модели генеративного ИИ представляют потенциальный риск для конфиденциальности, поскольку в их основе лежат большие базы данных и языковые модели, которые учатся путем систематического извлечения информации из интернета, включая личную информацию из блогов и сообщений на форумах, полученных без согласия, что может быть нарушением конфиденциальности. Это определяет необходимость обеспечения надлежащего управления их внедрения в клиническую практику, чтобы защитить безопасность медицинского персонала и пациентов [11].

Таким образом, технологии ИИ все шире внедряются в систему ВО. Обучение с использованием технологических средств массовой информации – это важная составляющая в организации процесса обучения. Однако использование искусственного интеллекта и ChatGPT не отменяет важнейшей роли преподавателя. Процесс обучения с применением технологических средств, таких как ChatGPT, предоставляет возможность преподавателю, способному обеспечить условия для обучения, больше не быть единственным источником научной и учебной информации, обеспечивает его передовым инструментарием для формирования содержания обучения, разработки методик научения и контроля его результатов. Система образовательных оценок, экспертиза знаний и навыков должны также совершенствоваться в условиях технологического развития и использования искусственного интеллекта и ChatGPT в сфере образования. Преподаватели будут иметь возможность не только обеспечить передачу научных знаний, но и быть партнёрами (коллегами) обучающихся, а последним будет легко делиться знаниями с преподавателями. Кроме того, необходимо обратить внимание на то, что целью образования является воспитание, а в этом процессе роль преподавателя просто незаменима.

Для существующих проблем по использованию технологий ИИ в высшем образовании целесообразна разработка правил, руководств и процедур использования ChatGPT. Следует серьезно отнестись к тому, что использование ChatGPT должно быть осторожным и обращать внимание на академическую этику, чтобы использование ChatGPT этично и эффективно применялось в образовании.

В медицинском образовании нет единой точки зрения на определение врачевания. Исторически врачевание рассматривалось как искусство, наука или ремесло. Известные клиницисты, как правило, являлись представителями ведущих медицинских клинических школ, а также преподавателями высших учебных медицинских учреждений. В медицинском образовании исторически сложилась практика, при которой студентам не только даются теоретические знания, но также умения и навыки – «из рук в руки» передаётся клинический опыт в лечебном учреждении у постели больного. Большую долю в содержании обучения в медицинском образовании составляет клиническая практика. Внедрение ИИ в образование носит инновационный характер, значительно влияет на эффективность образовательного процесса, однако в сфере медицинского образования эти технологии могут иметь прикладной характер, не снижая роли преподавателя. Библиографический список:

• 1.    Akgun S., Greenhow C. Artificial intelligence in education: Addressing ethical challenges in K-12 settings// AI Ethics. – 2022. – № 2(3). Р. 431-440.

• 2.    Bala S., Keniston A., Burden M. Patient Perception of Plain-Language Medical Notes Generated Using Artificial Intelligence Software: Pilot Mixed-Methods Study // JMIR Form Res. – 2020. – №4(6). e16670.

• 3.    Chen P.C., Liu Y., Peng L. How to develop machine learning models for healthcare// Nat Mater. – 2019. – №18(5). Р. 410-414.

• 4.    Chichekian T, Benteux B. The potential of learning with (and not from) artificial

  intelligence in education// Front Artif Intell. – 2022. – №13(5). Р. 903051.

• 5.    Faiz A., Kurniawaty I. Tantangan Penggunaan ChatGPT dalam Pendidikan Ditinjau dari Sudut Pandang Moral // Jurnal Ilmu Pendidikan. – 2023. – №5(1). Р. 456-463

• 6.    Johnston S.C. Anticipating and training the physician of the future: the importance of caring in an age of artificial intelligence // Acad Med. – 2018. – №93 (8). Р. 1105-1106.

• 7.    Kung T.H., Cheatham M., Medenilla A., Sillos C. Performance of ChatGPT on USMLE: Potential for AI-assisted medical education using large language models // PLOS Digit Health. – 2023. – №2(2). e0000198.

• 8.    Mbakwe A.B., Lourentzou I., Celi L.A. ChatGPT passing USMLE shines a spotlight on the flaws of medical education // PLOS Digit Health. – 2023. – №2(2). e0000205.

• 9.    McDermott MBA, Wang S., Marin-sek N. Reproducibility in machine

  learning for health research: Still a ways to go// Sci Transl Med. – 2021. – №13(586). eabb1655.

• 10.    Murcahyanto H. Penerapan Media Chat GPT pada Pembelajaran Manajemen Pendidikan terhadap Kemandirian Ma-hasiswa Edumatic // Jurnal Pendidikan Informatika. – 2023. – №7(1). Р. 115-122

• 11.    Nebeker C., Torous J., Bartlett Ellis R.J. Building the case for actionable ethics in digital health research supported by artificial intelligence // BMC Med. – 2019. – №17(1). Р. 137.

• 12.    Popenici SAD, Kerr S. Exploring the impact of artificial intelligence on teaching and learning in higher education // Res Pract Technol Enhanc Learn. – 2017. – №12(1). Р. 22.

• 13.    Roll I., Wylie R. Evolution and revolution in artificial intelligence in education // International Journal of Artificial Intelligence in Education. – 2016. – №26. Р. 582-599.

Поступила 03.10.2023

Об авторах:

Искусственный интеллект в высшем медицинском образовании