A mesterséges intelligencia képes az Alzheimer-kór megállapítására
Az Alzheimer-kór a leggyakoribb demencia típus, egy progresszív neurodegeneratív betegség, amely idővel elpusztítja az agysejteket. Egy új tanulmány bemutatja, hogy a mesterséges intelligencia (AI) gépi tanulása hogyan használható fel az Alzheimer-kór biomarkerének kifejlesztésére egy mágneses rezonancia képalkotó (MRI) vizsgálat alapján.
„Ebben a tanulmányban olyan módszert dolgozunk ki, amely a mágneses rezonancia képalkotó adatok felhasználásával azonosítja az Alzheimer-kórban szenvedő és nem szenvedő emberek közötti különbségeket az agyban, még mielőtt az agy nyilvánvaló zsugorodása bekövetkezne. Ez a módszer segíthet az Alzheimer-kóros betegek diagnosztizálásában”
– idézi a tanulmány szerzőit a Psychology Today.
Világszerte 47 millió ember él Alzheimer-kórral, és az Alzheimer's Association szerint ez a szám 2030-ra várhatóan 76 millióra nő. Csak az Egyesült Államokban 5,8 millió amerikai szenved Alzheimer-kórban, amelynek kétharmada nő az AARP és a Women's Alzheimer's Movement (WAM) jelentése szerint. A Harvard Medical School Harvard NeuroDiscovery Centerének előrejelzése szerint 2050-re az Alzheimer-kórral élő amerikaiak száma eléri a 16 milliót.
Bár az Alzheimer-kórra nincs ismert gyógymód, léteznek olyan kezelések, amelyek segíthetnek a tünetek egy részén. Minél korábbi stádiumban diagnosztizálják, annál több ideje van a betegnek arra, hogy kezelést kérjen a tünetek kezelésére és támogatásra.
Az Alzheimer-kór tünetei a betegség stádiumától függően változnak. A betegség korai szakaszában gyakori a rövid távú memóriavesztés. Idővel a különböző funkciók ellátásának képessége romlik, ami kihat a motivációra, a fókuszálásra, a végrehajtó működésre, a döntéshozatalra, a problémamegoldásra, az ítélőképességre és a többfeladatú munkavégzésre való képességre. A betegség későbbi szakaszában az Alzheimer-kórban szenvedő emberek elfelejtik, hogyan kell elvégezni az alapvető napi feladatokat, és végül a túlélés érdekében a gondozókra szorulnak.
Az Alzheimer-kórhoz társuló neuropszichiátriai tünetek közé tartozhat a depresszió, a szociális visszahúzódás, a pszichózis, a kóborlás, az apátia, a nyugtalanság, a másokkal szembeni bizalmatlanság, a gátlástalanság és a téveszmék.
„Az elmúlt 40 évben a számítási teljesítmény és a tárolókapacitás javulása számos előrelépést eredményezett az Alzheimer-kór nem invazív és olcsó strukturális biomarkereinek kifejlesztésében, amelyek a neuroképalkotó megközelítéseket, különösen a strukturális MRI-t és a gépi tanulást kombinálják”
– írják a kutatók.
A tanulmányhoz felhasznált adatbázisok között szerepel az Alzheimer-kór neuroimaging kezdeményezés (ADNI) adatbázisa, az Open Access Series of Imaging Studied (OASIS) konzorcium és az Egyesült Királyságban, Londonban található Imperial Memory Centre (IMC).
A mágneses rezonanciás képalkotó vizsgálatokat 115 alrégióra osztották fel, amelyek közül 45 régió az agy fehérállományában, 70 pedig a szubkortikális területeken található. Az értékeléshez minden egyes régióhoz több mint 650 különböző jellemzőt rendeltek hozzá, mint például hullámvonal, intenzitás, textúra, alak és méret.
A kutatók egy, a rák előrejelzésére használt mesterséges intelligencia osztályozó algoritmust alakítottak ki, és betanították arra, hogy kiszúrja az agyban lévő jellemzőkben bekövetkező változásokat, amelyek előre jelezhetik az Alzheimer-kór jelenlétét. Ezután az algoritmust tesztelték az Imperial College Healthcare NHS Trust több mint 80, Alzheimer-kórra vizsgált betegének agyi szkennelési adatain, valamint az Alzheimer's Disease Neuroimaging Initiative több mint 400 korai és késői stádiumú Alzheimer-kóros betegének adatain, az Alzheimer-kór nélküliek kontrollcsoportján, valamint más agyi rendellenességekben, például Parkinson-kórban és frontotemporális demenciában szenvedőkön.
A tanulmányt az teszi különlegessé, hogy az AI-algoritmus nemcsak 98 százalékos pontossággal teljesítette előrejelzéseit, hanem a tudósok szerint nem igényel további mintavételt és további betegvizsgálatot sem ahhoz, hogy a klinikai döntéstámogató rendszerekbe integrálható legyen. Továbbá az AI-algoritmus képes volt azonosítani az agy olyan területein bekövetkező változásokat, amelyeket korábban nem hoztak összefüggésbe az Alzheimer-kórral.
„Érdekes módon az algoritmus olyan régiókat is kiválaszt, amelyek általában nem kapcsolódnak az Alzheimer-kórhoz, mint például a kisagy és a ventrális agyalapi mirigy. A szakirodalomban közölt néhány vizsgálattal együtt ez az eredmény megkérdőjelezi azt a hagyományos nézetet, hogy a kisagyban vagy a ventrális diencephalonban található fehérállomány-kötegeket nem érinti az Alzheimer-kór, és esetleg új terápiás lehetőségekre világít rá”
– számoltak be a tudósok.
Nyitókép: Shutterstock
