AI, kas paredzēts militārai maija palīdzības bipolārai ārstēšanai

Jauns pētījums atklāj, ka mašīnmācīšanās lietojumprogrammu, kas paredzēta militārām vajadzībām, var izmantot arī, lai prognozētu bipolāru traucējumu ārstēšanas rezultātus.

Sinsinati universitātes (UC) pētnieki veica medicīnisko pētījumu, izmantojot lietojumprogrammu, kas sākotnēji izstrādāta cīņai ar gaisu-gaisu. Veiksmīga uz mašīnu balstītas neskaidras loģikas izmantošana paver iespēju AI vai mašīnmācīšanos izmantot slimību ārstēšanai.

Pētījumā Dr. David Fleck, UC Medicīnas koledžas asociētais profesors, un viņa līdzautori izmantoja mākslīgo intelektu, ko sauc par “ģenētiskiem izplūdušiem kokiem”, lai prognozētu, kā bipolāri pacienti reaģēs uz litiju.

Bipolāri traucējumi, kas attēloti TV šovā “Dzimtene” un “Oskaru” ieguvušajā “Sudraba līniju grāmatā”, skar pat sešus miljonus pieaugušo Amerikas Savienotajās Valstīs vai četrus procentus pieaugušo iedzīvotāju attiecīgajā gadā.

"Psihiatrijā bipolāru traucējumu ārstēšana ir tikpat liela māksla kā zinātne," sacīja Fleks.

“Pacienti svārstās starp mānijas un depresijas periodiem. Šajos periodos ārstēšana mainīsies. Slimības stadijās ir patiešām grūti tos pienācīgi ārstēt. "

Pētījumā pētnieki atrada labāko no astoņiem parastajiem modeļiem, kas pašlaik tiek izmantoti bipolāru traucējumu ārstēšanai, un prognozēja, kurš reaģēs uz litija ārstēšanu ar 75 procentu precizitāti.

Salīdzinājumam, modelis, ko izstrādāja UC pētnieki, izmantojot AI, paredzēja, kā pacienti reaģēs uz litiju 100 procentus laika. Vēl iespaidīgāk, ka UC modelis ar 92 procentu precizitāti paredzēja mānijas simptomu faktisko samazināšanos pēc apstrādes ar litiju.

Izrādās, ka tāda paša veida mākslīgais intelekts, kas pagājušajā gadā simulācijā pārspēja Gaisa spēku pilotus pēc simulācijas Raita-Patersona gaisa spēku bāzē, ir tikpat prasmīgs pieņemt izdevīgus lēmumus, kas var palīdzēt ārstiem ārstēt slimības.

Atzinumi parādās žurnālāBipolāri traucējumi.

“Tas liecina, ka aviācijai un kosmosam finansētie pūliņi ir spēļu mainītājs medicīnas jomā. Un tas ir lieliski, ”sacīja Dr Kelly Cohen, profesore UC Inženierzinātņu un lietišķās zinātnes koledžā.

Koena doktora grāds Nikolass Ernests ir mākslīgā intelekta izstrādes un konsultāciju uzņēmuma Psibernetix, Inc. dibinātājs.

Psibernetix strādā pie tādām lietojumprogrammām kā gaiss-gaiss kaujas, kiberdrošība un prognozējošā analīze. Ernesta izplūdušais loģikas algoritms spēj sakārtot plašas iespējas, lai burtiski ar aci mirgot sasniegtu labāko izvēli.

"Parasti mūsu AI atrisinātajām problēmām ir daudz, daudz iespējamo risinājumu googolplexes, kas faktiski ir bezgalīgas," teica pētījuma līdzautors Ernests.

Viņa komanda izstrādāja neskaidru ģenētisko loģiku, ko sauc par Alfa, kas simulācijās spēj notriekt cilvēku pilotus pat tad, ja datora lidmašīnām ar nodomu ir bijuši traucējumi ar lēnāku maksimālo ātrumu un mazāk veiklām lidojuma īpašībām.

Sistēmas autonomā reāllaika lēmumu pieņemšana katrā nodarbībā notrieca pensionēto ASV gaisa spēku pulkvedi Džīnu Lī.

"Likās, ka viņš apzinājās savus nodomus un nekavējoties reaģēja uz manām izmaiņām lidojumā un raķešu izvietošanu," pagājušajā gadā sacīja Lī. "Tā prata pieveikt šāvienu, kuru izdarīju. Vajadzības gadījumā tas uzreiz pārvietojās starp aizsardzības un uzbrukuma darbībām. ”

Amerikas Aeronautikas un astronautikas institūts šogad godināja Koenu un Ernestu par viņu “mākslīgā intelekta virzību un pielietošanu plaša mēroga, jēgpilnās un izaicinošās ar kosmosu saistītās problēmās”.

Koens lielu daļu savas karjeras pavadīja, strādājot ar neskaidru loģiku balstītu AI bezpilota lidaparātos. Viņš izmantoja inženierzinātņu koledžas sabatu, lai vērstos pie UC Medicīnas koledžas ar domu: Ko darīt, ja viņi varētu pielietot izplūdušās loģikas apbrīnojamo prognozēšanas spēku īpaši nātrenei medicīniskai problēmai?

Medicīnai un avionikai ir maz kopīga. Bet katrs ir saistīts ar sakārtotu procesu - plašu lēmumu koku -, lai nonāktu pie labākās izvēles.

Neskaidra loģika ir sistēma, kas balstās nevis uz konkrētām definīcijām, bet gan uz vispārinājumiem, lai kompensētu nenoteiktību vai statistisko troksni. Šo mākslīgo intelektu sauc par “ģenētisko izplūdušo”, jo tas pastāvīgi pilnveido savu atbildi, izmetot mazākās izvēles līdzīgā veidā kā Darvinas dabiskās atlases ģenētiskie procesi.

Koens to salīdzina ar bērna iemācīšanu atpazīt krēslu. Pēc dažu piemēru aplūkošanas jebkurš bērns var identificēt objektu, kurā cilvēki sēž kā krēsls, neatkarīgi no tā formas, lieluma vai krāsas.

„Lai mācītos, mums nav nepieciešama liela statistikas datu bāze. Mēs izdomājam lietas. Mēs darām kaut ko līdzīgu, lai to atdarinātu ar neskaidru loģiku, ”sacīja Koens.

Koens atrada uzņēmīgu auditoriju Flekā, kurš strādāja ar UC bijušo attēlveidošanas pētījumu centru. Galu galā, kas labāk risina vienu no medicīnas zinātnes vissmagākajām problēmām nekā raķešu zinātnieks? Aviācijas un kosmosa inženieris Koens jutās atbilstoši savam uzdevumam.

Ernests sacīja, ka cilvēkiem nevajadzētu jaukt tehnoloģiju ar tās pielietojumu. Viņa izstrādātais algoritms nav jūtīga būtne, piemēram, filmas "Terminator" franšīzes ļaundari, bet gan tikai instruments, pēc viņa teiktā, lai arī spēcīgs ar šķietami bezgalīgām lietojumprogrammām.

Ernesta uzņēmums izveidoja EVE, ģenētiski neskaidru AI, kas specializējas citu ģenētiski neskaidru AI izveidošanā. EVE nāca klajā ar pacientu datu prognozēšanas modeli, ko sauc par LITHium Intelligent Agent vai LITHIA bipolārajam pētījumam.

"Šis pareģojošais modelis izmanto neskaidras loģikas spēku, lai ļautu jums pieņemt apzinātāku lēmumu," sacīja Ernests. Un atšķirībā no citiem AI veidiem, neskaidra loģika vienkāršā valodā var aprakstīt, kāpēc tā izdarīja izvēli, viņš teica.

Pētnieki sadarbojās ar Dr. Kalebu Adleru, UC Psihiatrijas un uzvedības neirozinātņu departamenta klīnisko pētījumu priekšsēdētāja vietnieku, lai pārbaudītu bipolārus traucējumus, kas ir izplatīta, atkārtota un bieži vien visa mūža slimība. Neskatoties uz garastāvokļa traucējumu izplatību, to cēloņi ir slikti izprasti, sacīja Adlers.

"Tiešām, tā ir melna kaste," sacīja Adlers. “Mēs diagnosticējam kādu ar bipolāriem traucējumiem. Tas ir viņu simptomu apraksts. Bet tas nenozīmē, ka visiem cēloņi ir vienādi. ”

Piemērotas ārstēšanas izvēle var būt vienlīdz sarežģīta.

“Pēdējo 15 gadu laikā ir noticis mānijas ārstēšanas sprādziens. Mums ir vairāk iespēju. Bet mēs nezinām, kas uz ko reaģēs, ”sacīja Adlers. "Ja mēs varētu paredzēt, kurš labāk reaģēs uz ārstēšanu, jūs ietaupītu laiku un sekas."

Ar atbilstošu aprūpi bipolāri traucējumi ir vadāma hroniska slimība pacientiem, kuru dzīve var normalizēties, viņš teica.

Jaunajā UC pētījumā, ko daļēji finansēja Nacionālā garīgās veselības institūta dotācija, tika identificēti 20 pacienti, kuriem astoņas nedēļas tika noteikts litijs, lai ārstētu mānijas epizodi. Piecpadsmit no 20 pacientiem labi reaģēja uz ārstēšanu.

Algoritms, cita starpā, izmantoja divu veidu pacienta smadzeņu skenēšanas analīzi, lai ar 100 procentu precizitāti paredzētu, kuri pacienti reaģēja labi un kuri ne. Un algoritms arī paredzēja simptomu samazināšanos astoņu nedēļu laikā, sasniegumu vēl iespaidīgāku padarīja fakts, ka prognozēšanai tika izmantoti tikai objektīvi bioloģiskie dati, nevis subjektīvi pieredzējušu ārstu viedokļi.

Avots: Sinsinati universitāte