Využití umělé inteligence k lepší diagnostice poruch a cílené léčbě drogami
Nový výzkum naznačuje, že strojové učení může zlepšit diagnostiku komplexních poruch duševního zdraví a pomoci při výběru farmakologické terapie.
Odborníci vítají nové zjištění, protože poruchy nálady, jako je velká depresivní porucha (MDD) a bipolární porucha, jsou často složité a obtížně diagnostikovatelné. Navíc je tato diagnostická výzva často největší u mladých lidí, když se nemoc teprve vyvíjí. Nejistota ohledně diagnózy může učinit rozhodnutí o léčbě obtížným.
Ve společné studii kanadského Lawson Health Research Institute, The Mind Research Network v Novém Mexiku a Brainnetome Center Čínské akademie věd vyvinuli vědci algoritmus umělé inteligence (AI), který analyzuje mozkové skeny, aby lépe klasifikoval nemoc u pacientů s složitá porucha nálady a pomáhá předvídat jejich reakci na léky.
Studie zahrnovala 78 nově se objevujících dospělých pacientů z programů duševního zdraví v London Health Sciences Center (LHSC), především z programu First Episode Mood and Anxiety Program (FEMAP).
První část studie zahrnovala 66 pacientů, kteří již dokončili léčbu pro jasnou diagnózu MDD nebo bipolárního typu I (bipolární I). Bipolární I je forma bipolární poruchy, která zahrnuje plné manické epizody.
Výzkumníci také sledovali dalších 33 účastníků výzkumu bez anamnézy duševních chorob. Každý jednotlivec se účastnil skenování, aby prozkoumal různé mozkové sítě pomocí funkcí Lawsonova funkčního zobrazování pomocí magnetické rezonance (fMRI) v St. Joseph’s Health Care London.
Výzkumný tým analyzoval a porovnal skeny pacientů s MDD, bipolární I a bez anamnézy duševních chorob a zjistil, že se tyto tři skupiny liší v konkrétních mozkových sítích.
Rozdíly byly zaznamenány v oblasti mozku zvané síť výchozích režimů - sada oblastí považovaných za důležité pro sebereflexi - a také v thalamu, „bráně“, která spojuje více kortikálních oblastí a pomáhá kontrolovat vzrušení a bdělost.
Data byla použita vědci k vývoji algoritmu AI, který pomocí strojového učení zkoumá fMRI skeny ke klasifikaci, zda má pacient MDD nebo bipolární I. Při testování na účastníky výzkumu se známou diagnózou algoritmus správně klasifikoval jejich onemocnění s 92,4 na centová přesnost.
Výzkumný tým poté provedl zobrazování u 12 dalších účastníků se složitými poruchami nálady, u nichž nebyla diagnóza jasná. Použili algoritmus ke studiu mozkové funkce účastníka k předpovědi jeho diagnózy a co je důležitější, zkoumali reakci účastníka na léčbu.
"Antidepresiva jsou zlatou standardní farmaceutickou terapií pro MDD, zatímco stabilizátory nálady jsou zlatým standardem pro bipolární I," uvedla Dr. Elizabeth Osuch, klinická vědecká pracovnice v Lawsonu, lékařská ředitelka FEMAP a spoluřešitelka studie.
"Je však obtížné předvídat, jaký lék bude fungovat u pacientů se složitými poruchami nálady, když diagnóza není jasná." Budou lépe reagovat na antidepresivum nebo na stabilizátor nálady? “
Výzkumný tým předpokládal, že účastníci klasifikovaní algoritmem jako mající MDD budou reagovat na antidepresiva, zatímco ti klasifikovaní jako mající bipolární I budou reagovat na stabilizátory nálady. Při testování s komplexními pacienty reagovalo 11 z 12 na léčbu předpovězenou algoritmem.
"Tato studie činí zásadní krok k nalezení biomarkeru lékové odpovědi u rozvíjejících se dospělých s komplexními poruchami nálady," řekl Osuch. "Také to naznačuje, že jednoho dne můžeme mít objektivní měřítko psychiatrických onemocnění prostřednictvím zobrazování mozku, díky kterému by byla diagnostika rychlejší, efektivnější a konzistentnější u všech poskytovatelů zdravotní péče."
Psychiatři v současnosti stanoví diagnózu na základě anamnézy a chování pacienta. Rozhodnutí o léčbě jsou založena na této diagnóze. "To může být obtížné u komplexních poruch nálady a v časném průběhu nemoci, kdy mohou být příznaky méně dobře definované," řekl Osuch.
"Pacienti mohou mít také více než jednu diagnózu, například kombinaci poruchy nálady a poruchy návykových látek, což dále komplikuje diagnózu." Biologický test nebo postup k určení, na jakou skupinu léků bude pacient reagovat, by významně posílilo pole psychiatrie. “
Zdroj: Lawson Health Research Institute
