Uporaba umetne inteligence za boljše diagnosticiranje motenj in ciljno zdravljenje z zdravili
Nove raziskave kažejo, da lahko strojno učenje izboljša diagnozo zapletenih motenj duševnega zdravja in pomaga pri izbiri farmakološke terapije.
Strokovnjaki novo ugotovitev pozdravljajo, saj so motnje razpoloženja, kot so velika depresivna motnja (MDD) in bipolarna motnja, pogosto zapletene in jih je težko diagnosticirati. Poleg tega je ta diagnostični izziv pogosto največji med mladimi, ko se bolezen šele razvija. Negotovo zaradi diagnoze lahko otežijo odločitve o zdravilih.
V skupni študiji kanadskega Inštituta za raziskave zdravja Lawson, Mind Research Network v Novi Mehiki in Brainnetome Center Kitajske akademije znanosti so raziskovalci razvili algoritem umetne inteligence (AI), ki analizira možganske preiskave za boljšo razvrstitev bolezni pri bolnikih z zapleteno motnjo razpoloženja in pomagajo napovedati njihov odziv na zdravila.
Študija je vključevala 78 nastajajočih odraslih bolnikov iz programov duševnega zdravja v Londonskem centru za zdravstvene vede (LHSC), predvsem iz programa za razpoloženje in tesnobo prve epizode (FEMAP).
V prvem delu študije je sodelovalo 66 bolnikov, ki so že zaključili zdravljenje z jasno diagnozo MDD ali bipolarnega tipa I (bipolarni I). Bipolar I je oblika bipolarne motnje, ki vsebuje polne manične epizode.
Raziskovalci so spremljali tudi dodatnih 33 udeležencev raziskave brez duševne bolezni. Vsak posameznik je sodeloval pri skeniranju, da bi preučil različne možganske mreže z uporabo Lawsonove zmogljivosti slikanja z magnetno resonanco (fMRI) v St. Joseph's Health Care London.
Raziskovalna skupina je analizirala in primerjala preglede tistih z MDD, bipolarnim I in brez zgodovine duševnih bolezni ter ugotovila, da se tri skupine razlikujejo v določenih možganskih mrežah.
Razlike so bile zabeležene v možganskem področju, imenovanem omrežje privzetega načina - skupek regij, za katere menijo, da so pomembne za samorefleksijo, pa tudi v talamusu, "prehodu", ki povezuje več kortikalnih regij in pomaga nadzorovati vzburjenost in budnost.
Podatke so raziskovalci uporabili za razvoj algoritma AI, ki s pomočjo strojnega učenja preučuje preglede fMRI za razvrstitev, ali ima bolnik MDD ali bipolarni I. Ko je algoritem testiral proti udeležencem raziskave z znano diagnozo, je algoritem pravilno razvrstil svojo bolezen z 92,4 na cent natančnost.
Nato je raziskovalna skupina izvedla slikanje z 12 dodatnimi udeleženci s kompleksnimi motnjami razpoloženja, pri katerih diagnoza ni bila jasna. Z algoritmom so preučevali možgansko funkcijo udeleženca, da bi napovedali njegovo diagnozo in, kar je še pomembneje, preučili udeleženčev odziv na zdravila.
"Antidepresivi so zlati standard farmacevtske terapije za MDD, medtem ko so stabilizatorji razpoloženja zlati standard za bipolarni I," je dejala dr. Elizabeth Osuch, klinična znanstvenica pri Lawsonu, medicinska direktorica pri FEMAP in vodilna raziskovalka v študiji.
»Toda težko je napovedati, katero zdravilo bo delovalo pri bolnikih s kompleksnimi motnjami razpoloženja, kadar diagnoza ni jasna. Se bodo bolje odzvali na antidepresiv ali stabilizator razpoloženja? "
Raziskovalna skupina je domnevala, da bi se udeleženci, ki so bili po algoritmu razvrščeni kot MDD, odzvali na antidepresive, tisti, ki so razvrščeni kot bipolarni, pa na stabilizatorje razpoloženja. Pri testiranju s kompleksnimi bolniki se je 11 od 12 odzvalo na zdravila, predvidena z algoritmom.
"Ta študija naredi velik korak k iskanju biomarkerja odziva na zdravila pri nastajajočih odraslih s kompleksnimi motnjami razpoloženja," je dejal Osuch. "Predlaga tudi, da bomo nekega dne lahko s pomočjo slikanja možganov imeli objektivno merilo psihiatrične bolezni, ki bo diagnozo omogočila hitreje, učinkoviteje in bolj dosledno pri vseh izvajalcih zdravstvenih storitev."
Psihiatri diagnozo trenutno postavljajo na podlagi zgodovine in vedenja bolnika. Odločitve o zdravilih temeljijo na tej diagnozi. "To je lahko težko pri zapletenih motnjah razpoloženja in v zgodnjem poteku bolezni, ko so simptomi morda manj natančno opredeljeni," je dejal Osuch.
»Bolniki imajo lahko tudi več diagnoz, na primer kombinacijo motnje razpoloženja in motnje zlorabe substanc, kar dodatno otežuje diagnozo. Biološki test ali postopek za ugotavljanje, na katero vrsto zdravil se bo bolnik odzval, bi znatno napredoval na področju psihiatrije. "
Vir: Lawson Health Research Institute
