Η τεχνητή νοημοσύνη προβλέπει τα εγκεφαλικά από απεικονίσεις του εγκεφάλου

Όταν κάποιος παθαίνει εγκεφαλικό ένας θρόμβος μπλοκάρει την παροχή οξυγόνου στον εγκέφαλο και η παραμικρή καθυστέρηση μπορεί να κοστίσει ακόμη και τη ζωή. Κι όμως, για εκατομμύρια ανθρώπους, το μεγαλύτερο πρόβλημα δεν είναι το ίδιο το εγκεφαλικό, αλλά η κρυφή αιτία που το προκάλεσε. Συχνά αυτή η αιτία δεν εντοπίζεται εύκολα, ειδικά όταν δεν εμφανίζεται σε τυπικά καρδιογραφήματα. Και κάπου εδώ μπαίνει η τεχνητή νοημοσύνη, σύμφωνα με μελέτη που δημοσιεύεται στο Cerebrovascular Diseases.

Όπως διαβάζουμε στο ZME Science, μία από τις πιο ύπουλες καρδιοπάθειες που αυξάνει τον κίνδυνο εγκεφαλικού είναι η κολπική μαρμαρυγή. Πρόκειται για την πιο κοινή μορφή αρρυθμίας, η οποία μπορεί να περάσει απαρατήρητη για χρόνια. Πολλοί μαθαίνουν ότι πάσχουν από αυτή μόνο αφότου υποστούν ένα εγκεφαλικό. Το πρόβλημα όμως είναι ότι τα εγκεφαλικά που οφείλονται σε κολπική μαρμαρυγή απαιτούν διαφορετική προσέγγιση θεραπείας. Αν δεν γίνει σωστή διάγνωση από την αρχή, χάνεται η ευκαιρία πρόληψης ενός δεύτερου – ίσως και θανατηφόρου – επεισοδίου.

Πώς μια μαγνητική τομογραφία μπορεί να σώσει ζωές

Επιστήμονες στην Αυστραλία φαίνεται πως βρήκαν έναν απρόσμενο τρόπο να εντοπίσουν αυτό το «σιωπηλό» πρόβλημα: όχι εξετάζοντας την καρδιά, αλλά τον εγκέφαλο. Οι ερευνητές παρατήρησαν πως κάθε εγκεφαλικό αφήνει τα δικά του «ίχνη» στον εγκέφαλο: μικρές ουλές, διαφορετικά κατανεμημένες, που αποκαλύπτουν την προέλευσή του. Τα εγκεφαλικά που προκαλούνται από καρδιολογικά αίτια, όπως η κολπική μαρμαρυγή, συνήθως αφήνουν πιο διάσπαρτες βλάβες, σε αντίθεση με εκείνα που προέρχονται από απόφραξη αρτηριών, τα οποία εμφανίζονται εντοπισμένα σε ένα σημείο.

Ωστόσο, όσο έμπειρος κι αν είναι ένας γιατρός, δεν είναι πάντα εύκολο να διακρίνει αυτές τις λεπτομέρειες στις μαγνητικές τομογραφίες. Και φυσικά, ο χρόνος που έχουν οι γιατροί για να εξετάσουν τέτοιες εικόνες είναι περιορισμένος. Η ομάδα του Melbourne Brain Center και του Πανεπιστημίου της Μελβούρνης ανέπτυξε ένα προηγμένο σύστημα μηχανικής μάθησης, το οποίο βασίζεται σε νευρωνικά δίκτυα 3D και μπορεί να «διαβάζει» μαγνητικές τομογραφίες εγκεφάλου.

Το μέλλον της ιατρικής διάγνωσης περνά από την τεχνητή νοημοσύνη

Το μοντέλο, με την ονομασία ConvNeXt, «εκπαιδεύτηκε» σε περισσότερες από 230 μαγνητικές τομογραφίες ασθενών που είχαν υποστεί εγκεφαλικό. Κάποιοι από αυτούς είχαν ιστορικό κολπικής μαρμαρυγής, ενώ άλλοι είχαν εγκεφαλικό λόγω απόφραξης αρτηριών. Το σύστημα δεν γνώριζε τίποτα για το ιατρικό ιστορικό των ασθενών. Εξέταζε μόνο τα δεδομένα του εγκεφάλου. Και όμως, κατάφερε να διακρίνει με υψηλή ακρίβεια ποια εγκεφαλικά είχαν καρδιολογική προέλευση.

Η αξιολόγηση έγινε με τη βοήθεια ενός στατιστικού δείκτη, του AUC, που μετρά πόσο καλά μπορεί ένα σύστημα να κάνει σωστές προβλέψεις. Το τέλειο σκορ είναι το 1,0 και η τύχη ισοδυναμεί με 0,5. Το συγκεκριμένο μοντέλο πέτυχε σκορ 0,88 στην καλύτερη περίπτωση, με μέσο όρο το εντυπωσιακό 0,81. Αυτό σημαίνει πως το σύστημα μπορεί να εντοπίσει λεπτομέρειες και μοτίβα που είναι σχεδόν αδύνατο να δει το ανθρώπινο μάτι, ειδικά κάτω από πίεση χρόνου.

Παρότι η τεχνολογία δεν είναι ακόμη έτοιμη για κλινική χρήση, πρόκειται για μία εξαιρετικά ελπιδοφόρα προσέγγιση. Οι ερευνητές τονίζουν ότι πρόκειται για μία «απόδειξη» και όχι για ένα τελικό διαγνωστικό εργαλείο· χρειάζεται να δοκιμαστεί σε μεγαλύτερους και πιο διαφορετικούς πληθυσμούς ασθενών. Ωστόσο, το γεγονός ότι βασίζεται σε δεδομένα από μαγνητικές τομογραφίες – οι οποίες είναι ήδη μέρος της ρουτίνας για τη φροντίδα εγκεφαλικών – το καθιστά προσιτό και μη επεμβατικό.