Новое исследование, целью которого является изучение искусственного интеллекта, может помочь в выявлении ранних признаков деменции при сканировании мозга, а также с точностью предсказать, как будет развиваться болезнь Альцгеймера в течение двух последующих лет с момента ее диагностирования.
Алгоритм
«Алгоритм, который точно предсказывает вероятность болезни Альцгеймера в 84 % случаев, может быть особенно полезен при лечении пациентов, к которым применены клинические испытания препаратов, предназначенных для задержки начала заболевания», — сказала автор исследования Суланта Саньева, ученый в области компьютеров из Университета Макгилла в Канаде.
«Если вы изучаете группу людей, у которых прослеживаются ранние признаки дегенерации мозга, то целесообразно осуществить тестирование новых лекарств, способные предотвратить болезнь, — сказал автор совместного исследования доктор Педро Роза-Нето, доцент неврологии, нейрохирургии и психиатрии в Университете Макгилла. — Технология все еще находится на ранней стадии разработки, но конечные итоги позволяют предположить, что анализ AI сканирований мозга может дать лучшие результаты, чем предполагалось».
Выводы в подробностях изложены в новом научном исследовании, которое было опубликовано в Интернете, в журнале Neurobiology of Aging.
По словам Роза-Нето, разработка препаратов, замедляющих начало болезни Альцгеймера, требует, чтобы препараты тестировались в клинических испытаниях, длящихся от 18 до 24 месяцев. «Но если у людей, которые были отобраны для исследования, признаки болезни Альцгеймера в течение этого времени не выявляются, то невозможно предположить, насколько эффективен препарат», — констатировал исследователь.
«В клиническое испытание следует включить людей, у которых выявлены различные уровни когнитивных сбоев, от нарушений умеренного характера до грубой деменции, — сказал Роза-Нето. — Согласно выводам Ассоциации неврологов, болезнь Альцгеймера является наиболее распространенной формой слабоумия, но выбор подходящих пациентов для этих испытаний — трудная задача, потому что весьма проблематично предсказать, какова прогредиентность этого дегенеративного заболевания».
Накопление амилоида
Ученые знают, что накопление белка-амилоида, который содержится в различных областях мозга, может привести к когнитивным нарушениям. Но, скомбинировав сложные показатели содержания белка в той или иной области мозга, а затем используя эту информацию для прогнозирования развития болезни Альцгеймера, трудно делать выводы, опираясь только на ПЭТ-сканирование. Такие сканы представляют собой тесты на изображение, в которых используется радиоактивный краситель для идентификации определенных заболеваний в организме.
Однако присутствие амилоида в мозге вовсе не означает, что у человека в течение определенного времени разовьется болезнь Альцгеймера. Исследователь Роза-Нето уверен, что у некоторых людей этот патологический процесс может занять от 5 до 10 лет, пока не проявятся первые симптомы деменции. «У некоторых, возможно, болезнь никогда и не разовьется. Но как только у человека выявляются первые признаки слабоумия, очень трудно повернуть процесс вспять и подвергнуть восстановлению утраченные когнитивные функции», — добавляет ученый.
Алгоритм прогнозирования заболевания Альцгеймера
Искусственный интеллект, разработанный командой Rosa-Neto, может помочь врачам в определении подходящих участников клинических испытаний, в ходе которых будет предсказано, у кого может развиться болезнь в течение двухлетнего периода.
Исследователи заявили, что создание эффективного алгоритма ИИ включает в себя три основных этапа:
- написание программного обеспечения;
- изучение основ его применения;
- тестирование с целью выявления, насколько хорошо работает данный метод
«Как уже говорилось, разработчики программного обеспечения дали алгоритму некоторые подсказки, которые помогут проанализировать изображения ПЭТФ», — сказал Роза-Нето. Оно было разработано инженерами, чтобы подвергнуть изучению общую проблему, возникающую при наблюдении за людьми с умеренными когнитивными нарушениями. При этом необходимо отметить, что только у небольшой части людей развивается слабоумие.
Программистами был также разработан алгоритм, согласно которому исследование накопления амилоидного белка может происходить с разной скоростью, в разных концентрациях и разных областях мозга.
Практическое применение алгоритма
Во время практической части исследования ученые использовали алгоритм для анализа присутствия амилоида в ПЭТ-сканировании почти у 200 пациентов с мягкими когнитивными нарушениями. Алгоритм выявлял изображения за 24 месяца до того, как у пациентов развилась болезнь.
Как только были установлены новые возможности этой программы, было проведено множество других исследований амилоида в мозгу.
Наблюдалось более 270 человек, у которых были выявлены когнитивные нарушения умеренного характера. Болезнь Альцгеймера была диагностирована с большей вероятностью у 43 испытуемых. Такой вывод ученые смогли сделать после 24-месячного наблюдения. Однако в алгоритме были показаны изображения, сделанные до того, как болезнь развилась полностью.
Топ-10 странных вещей, которые были привычными в прошлом
О вреде порно: мифы и реальность
Как выглядеть моложе: лучшие стрижки для тех, кому за…
Точность не гарантирована
Авторы исследования отмечают, что ни одна из систем, которая предсказывает болезнь Альцгеймера на основе изображений, не может обладать стопроцентной точностью.
Например, примерно у 10 % испытуемых с вероятным диагнозом болезни Альцгеймера были отмечены другие формы когнитивных нарушений.
Научные работники также отметили, что у группы людей, включенных в исследование, ведущим симптомом стала потеря памяти. Авторы добавили, что для большей достоверности было бы желательно получить результаты наблюдения всех больных с разной степенью когнитивных отклонений.
Экспериментальная версия
Основываясь на этом исследовании, команде также удалось создать экспериментальную версию инструмента прогнозирования в реальном времени. Она будет анализировать сканирование мозга ПЭТ, а также высчитывать вероятность того, когда у того или иного человека может развиться деменция в течение 24-месячного периода. Этот инструмент представлен общественности в Интернете.