Вчені розробили нову систему штучного інтелекту, яка може допомогти діагностувати хворобу Альцгеймера, аналізуючи лише 8 секунд даних мозкових хвиль. Метод, який використовує глибоку модель навчання під назвою LaBraM, досягає вражаючої точності у розрізненні пацієнтів з деменцією від здорових людей.
Дослідження
Дослідники з Каліфорнійського університету в Сан-Дієго під керівництвом Меггі Лін та Чжи-Пін Юнга навчили велику модель ШІ на понад 2500 годинах даних ЕЕГ. ЕЕГ (електроенцефалографія) записує електричну активність мозку за допомогою датчиків, розміщених на шкірі голови. Модель, названа LaBraM, вивчає складні закономірності з цього величезного набору даних. Потім вони використали алгоритм Random Forest для класифікації, чи має людина хворобу Альцгеймера.
У своєму дослідженні, опублікованому на сервері препринтів arXiv, вони протестували систему на окремій групі пацієнтів з деменцією та здорових контролів. Використовуючи лише 8-секундні кліпи ЕЕГ, ШІ досяг ROC-AUC 89,36%, збалансованої точності 82,44% та AUC precision-recall 81,45%. Це перевершує традиційні методи, які аналізують частотні діапазони мозкових хвиль.
Рішення ШІ також були інтерпретовані. Замасковуючи частини даних ЕЕГ, дослідники виявили, що модель покладалася на відомі біомаркери хвороби Альцгеймера: деградацію альфа- та тета-ритмів у потиличних і лобових областях. Вони також виявили, що вища прогнозована ймовірність деменції корелює з гіршими когнітивними показниками, більшою клінічною тяжкістю та специфічними змінами в патернах мозкових хвиль, такими як підвищена відносна потужність тета та альфа, а також вищий аперіодичний показник — міра нейронального шуму.
Чому це важливо
Хвороба Альцгеймера біологічно гетерогенна, що ускладнює ранню діагностику. Традиційні лінійні методи пропускають нелінійну динаміку мозку. Цей підхід на основі ШІ вловлює ці складності, потенційно дозволяючи більш ранню та точну діагностику. Оскільки ЕЕГ є неінвазивним, відносно дешевим та портативним, це може зробити скринінг когнітивних порушень доступнішим. Для громадськості розуміння того, що передовий ШІ може отримувати клінічно значущі сигнали з шумних даних мозку, є захоплюючим — це натякає, що наша мозкова активність містить тонкі підказки про наше когнітивне здоров'я.
Що ви можете зробити
Хоча цей ШІ ще не доступний для клінічного використання, ви можете активно моніторити своє когнітивне здоров'я. Регулярна розумова стимуляція, фізичні вправи та достатній сон підтримують здоров'я мозку. Якщо ви помітили зміни в пам'яті або мисленні, зверніться до медичного працівника. Ви також можете перевірити власні когнітивні здібності за допомогою перевірених онлайн-інструментів, але завжди звертайтеся за професійною порадою з медичних питань.
Джерело: arXiv q-bio.NC
Цікавитесь власним мозком? Пройдіть наш безкоштовний адаптивний IQ-тест або спробуйте 306 рівнів тренування мозку.