Ученые разработали новую систему ИИ, которая может помочь диагностировать болезнь Альцгеймера, анализируя всего 8 секунд данных мозговых волн. Метод, использующий модель глубокого обучения под названием LaBraM, достигает замечательной точности в различении пациентов с деменцией и здоровых людей.
Исследование
Исследователи из Калифорнийского университета в Сан-Диего под руководством Мэгги Лин и Цзы-Пин Юна обучили большую модель ИИ на более чем 2500 часах данных ЭЭГ. ЭЭГ (электроэнцефалография) записывает электрическую активность мозга через датчики, размещенные на коже головы. Модель, называемая LaBraM, учится на сложных закономерностях из этого огромного набора данных. Затем они использовали алгоритм Random Forest для классификации, есть ли у человека болезнь Альцгеймера.
В своем исследовании, опубликованном на сервере препринтов arXiv, они протестировали систему на отдельной группе пациентов с деменцией и здоровых контрольных участников. Используя только 8-секундные фрагменты ЭЭГ, ИИ достиг ROC-AUC 89,36%, сбалансированной точности 82,44% и AUC precision-recall 81,45%. Это превосходит традиционные методы, которые анализируют частотные диапазоны мозговых волн.
Решения ИИ также были интерпретируемыми. Закрывая (маскируя) части данных ЭЭГ, исследователи обнаружили, что модель полагалась на хорошо известные биомаркеры болезни Альцгеймера: деградацию альфа- и тета-ритмов в затылочных и лобных областях. Они также обнаружили, что более высокая предсказанная вероятность деменции коррелирует с худшими когнитивными показателями, большей клинической тяжестью и специфическими изменениями в паттернах мозговых волн, такими как увеличение относительной мощности тета- и альфа-ритмов и более высокий апериодический показатель — мера нейронного шума.
Почему это важно
Болезнь Альцгеймера биологически гетерогенна, что затрудняет раннюю диагностику. Традиционные линейные методы упускают нелинейную динамику мозга. Этот подход ИИ улавливает эти сложности, потенциально обеспечивая более раннюю и точную диагностику. Поскольку ЭЭГ неинвазивна, относительно дешева и портативна, это может сделать скрининг когнитивных нарушений более доступным. Для общественности понимание того, что передовой ИИ может извлекать клинически значимые сигналы из зашумленных данных мозга, захватывающе — это намекает на то, что наша мозговая активность содержит тонкие подсказки о нашем когнитивном здоровье.
Что вы можете сделать
Хотя этот ИИ пока не доступен для клинического использования, вы можете активно следить за своим когнитивным здоровьем. Регулярная умственная стимуляция, физические упражнения и достаточный сон поддерживают здоровье мозга. Если вы заметили изменения в памяти или мышлении, проконсультируйтесь с врачом. Вы также можете проверить свои когнитивные способности с помощью проверенных онлайн-инструментов, но всегда обращайтесь за профессиональной консультацией по медицинским вопросам.
Источник: arXiv q-bio.NC
Интересует ваш собственный мозг? Пройдите наш бесплатный адаптивный IQ-тест или попробуйте 306 уровней тренировки мозга.