AI izmantošana, lai labāk diagnosticētu traucējumus un mērķtiecīgu zāļu ārstēšanu

Jauni pētījumi liecina, ka mašīnmācīšanās var uzlabot sarežģītu garīgās veselības traucējumu diagnozi un palīdzēt izvēlēties farmakoloģisko terapiju.

Eksperti atzinīgi vērtē jauno atklājumu, jo garastāvokļa traucējumi, piemēram, smagie depresijas traucējumi (MDD) un bipolāri traucējumi, bieži ir sarežģīti un grūti diagnosticējami. Turklāt šī diagnostiskā problēma bieži vien ir vislielākā jauniešu vidū, kad slimība tikai attīstās. Neapšaubāmi par diagnozi var būt grūti pieņemt lēmumus par medikamentiem.

Kanādas Lawson Health Research Institute, The Mind Research Network Ņūmeksikā un Ķīnas Zinātņu akadēmijas Brainnetome centra sadarbības pētījumā pētnieki izstrādāja mākslīgā intelekta (AI) algoritmu, kas analizē smadzeņu skenēšanu, lai labāk klasificētu slimības pacientiem ar sarežģīti garastāvokļa traucējumi un palīdz prognozēt viņu reakciju uz medikamentiem.

Pētījumā tika iekļauti 78 jauni pieaugušie pacienti no garīgās veselības programmām Londonas Veselības zinātņu centrā (LHSC), galvenokārt no Pirmās epizodes garastāvokļa un trauksmes programmas (FEMAP).

Pētījuma pirmajā daļā piedalījās 66 pacienti, kuri jau bija pabeiguši ārstēšanu, lai skaidri diagnosticētu vai nu MDD, vai bipolāru I tipu (bipolāru I). Bipolāri I ir bipolāru traucējumu forma, kurai raksturīgas pilnas mānijas epizodes.

Pētnieki arī sekoja vēl 33 pētījuma dalībniekiem, kuriem nebija garīgu slimību. Katrs indivīds piedalījās skenēšanā, lai pārbaudītu dažādus smadzeņu tīklus, izmantojot Lawson funkcionālās magnētiskās rezonanses attēlveidošanas (fMRI) iespējas St Joseph's Health Care London.

Pētnieku grupa analizēja un salīdzināja to cilvēku skenēšanu, kuriem bija MDD, bipolāri I un kuriem nebija garīgu slimību anamnēzes, un konstatēja, ka trīs grupas īpaši atšķiras smadzeņu tīklos.

Atšķirības tika novērotas smadzeņu zonā, ko sauc par noklusējuma režīma tīklu - reģionu kopumu, kas tiek uzskatīts par svarīgu pašrefleksijai -, kā arī talāmā - “vārtejā”, kas savieno vairākus garozas reģionus un palīdz kontrolēt uzbudinājumu un modrību.

Datus pētnieki izmantoja, lai izveidotu AI algoritmu, kas izmanto mašīnmācīšanos, lai pārbaudītu fMRI skenēšanu, lai klasificētu, vai pacientam ir MDD vai bipolārs I. Pārbaudot pret pētījuma dalībniekiem ar zināmu diagnozi, algoritms pareizi klasificēja viņu slimību ar 92,4 uz vienu centu precizitāte.

Pēc tam pētnieku grupa veica attēlveidošanu ar 12 papildu dalībniekiem ar sarežģītiem garastāvokļa traucējumiem, kuriem diagnoze nebija skaidra. Viņi izmantoja algoritmu, lai pētītu dalībnieka smadzeņu darbību, lai prognozētu viņa diagnozi un, vēl svarīgāk, pārbaudīja dalībnieka reakciju uz medikamentiem.

"Antidepresanti ir zelta standarta farmaceitiskā terapija MDD, savukārt garastāvokļa stabilizatori ir zelta standarts bipolāram I," sacīja Dr. Elizabete Osuša, Lawson klīniciste, zinātniece, FEMAP medicīnas direktore un līdzpētniece pētījumā.

"Bet kļūst grūti paredzēt, kuras zāles darbosies pacientiem ar sarežģītiem garastāvokļa traucējumiem, ja diagnoze nav skaidra. Vai viņi labāk reaģēs uz antidepresantu vai garastāvokļa stabilizatoru? ”

Pētnieku grupa izvirzīja hipotēzi, ka dalībnieki, kurus pēc algoritma klasificēja kā MDD, reaģēs uz antidepresantiem, savukārt tie, kas klasificēti kā I bipolāri, reaģēs uz garastāvokļa stabilizatoriem. Pārbaudot ar kompleksajiem pacientiem, 11 no 12 reaģēja uz algoritma paredzēto medikamentu.

"Šis pētījums sper lielu soli, lai atrastu zāļu reakcijas biomarķieri jauniem pieaugušajiem ar sarežģītiem garastāvokļa traucējumiem," sacīja Osuch. "Tas arī liek domāt, ka kādreiz mums varētu būt objektīvs psihiatrisko slimību rādītājs, izmantojot smadzeņu attēlveidošanu, kas padarītu diagnozi ātrāku, efektīvāku un konsekventāku visā veselības aprūpes sniedzējā."

Pašlaik psihiatri nosaka diagnozi, pamatojoties uz pacienta vēsturi un uzvedību. Zāļu lēmumi ir balstīti uz šo diagnozi. "Tas var būt grūti ar sarežģītiem garastāvokļa traucējumiem un slimības sākumā, kad simptomi var būt mazāk definēti," sacīja Osuch.

"Pacientiem var būt arī vairāk nekā viena diagnoze, piemēram, garastāvokļa traucējumu un narkotisko vielu lietošanas traucējumu kombinācija, kas vēl vairāk sarežģī diagnozi. Bioloģiskā testa vai procedūras veikšana, lai noteiktu, uz kādu zāļu klasi pacients reaģēs, ievērojami uzlabotu psihiatrijas jomu. ”

Avots: Lawson veselības pētījumu institūts