Контрольные признаки: искусственный интеллект может помочь обнаружить болезнь Альцгеймера за годы до появления симптомов. В первом пилотном проекте исследователи обучили адаптивный алгоритм выявлять тонкие признаки деменции при специальном сканировании мозга. Эти изменения в метаболизме мозга часто трудно распознаются врачами. Однако, как сообщают исследователи, система ИИ достигла 100-процентной результативности.
Это одна из самых сильных сторон искусственного интеллекта: адаптивные компьютерные системы особенно хорошо распознают тонкие сходства в наборах данных. Обучаясь на обширных выборочных данных, они могут самостоятельно научиться идентифицировать, например, предшественники рака толстой кишки, рака молочной железы или меланомы на медицинских изображениях. В некоторых случаях показатели попаданий таких машинных мозгов уже выше, чем у опытных врачей.
Признаки церебрального метаболизма
Но может ли ИИ также интерпретировать признаки, которые обычно пропускают даже врачи? Классический случай - раннее выявление деменции при болезни Альцгеймера. Как правило, прогрессирующая деградация мозгового вещества диагностируется только при появлении первых симптомов. «К тому времени потеря мозгового вещества уже настолько серьезна, что обычно уже слишком поздно для вмешательства», - объясняет Джае-Хо Сон из Калифорнийского университета в Сан-Франциско.
Проблема: есть тонкие сдвиги в метаболизме мозга, которые можно увидеть с помощью специального варианта позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ). Показано поглощение радиоактивно меченых молекул сахара в разных областях мозга. Однако изменения, типичные для ранних стадий болезни Альцгеймера, трудно распознать. «Мы, люди, умеем находить специфические биомаркеры болезни», - объясняет Сон. «Но эти метаболические изменения представляют собой более тонкий и рассеянный процесс».
Показатель попаданий 100 процентов
Здесь в игру вступает искусственный интеллект: Зон и его команда хотели узнать, может ли хорошее распознавание образов адаптивного алгоритма лучше обнаруживать признаки болезни Альцгеймера при сканировании мозга, чем человек. Для своего эксперимента они обучили систему искусственного интеллекта примерно 20000 ПЭТ-изображений пациентов с болезнью Альцгеймера на ранней стадии. Затем ИИ должен оценить 40 ранее не просмотренных записей.
Удивительный результат: вероятность попадания искусственного интеллекта составила 100 процентов.«Мы были очень довольны: система смогла идентифицировать каждый отдельный случай, который впоследствии действительно перерос в болезнь Альцгеймера», - говорит Зон. Некоторые из этих ПЭТ-изображений были сделаны за несколько лет до появления первых симптомов и постановки окончательного диагноза.
Ранняя диагностика - лучшая терапия
По мнению исследователей, это доказывает, что системы искусственного интеллекта могут улучшить раннее выявление деменции. Это было лишь пилотное исследование, которое необходимо проверить и дополнить более обширными многоцентровыми исследованиями. Тем не менее, Зон и его команда уверены, что адаптивные алгоритмы смогут помочь рентгенологам и неврологам в раннем выявлении болезни Альцгеймера в будущем.
Раннее выявление также может быть полезным в поиске новых методов лечения: «Если мы сможем обнаружить болезнь Альцгеймера раньше, у исследователей появится возможность найти новые и лучшие способы замедления ее прогрессирования, чтобы остановить или замедлить болезнь», - говорит Сон.