Oamenii de ştiinţă de la Cambridge au dezvoltat un instrument de inteligenţă artificială (AI) capabil să estimeze în patru cazuri din cinci dacă persoanele cu semne timpurii de demenţă vor rămâne stabile sau vor dezvolta boala Alzheimer.
Echipa afirmă că această nouă abordare ar putea reduce necesitatea unor teste de diagnostic invazive şi costisitoare, îmbunătăţind în acelaşi timp rezultatele tratamentului într-un stadiu incipient, atunci când intervenţiile, cum ar fi schimbările în stilul de viaţă sau noile medicamente, ar putea avea şansa de a funcţiona cel mai bine.
Demenţa reprezintă o provocare semnificativă în materie de asistenţă medicală la nivel mondial, afectând peste 55 de milioane de persoane din întreaga lume, la un cost anual estimat la 820 de miliarde de dolari.
Se preconizează că numărul cazurilor aproape se va tripla în următorii 50 de ani.
Principala cauză a demenţei este boala Alzheimer, care reprezintă 60-80% din cazuri. Depistarea precoce este esenţială, deoarece atunci este probabil ca tratamentele să fie cele mai eficiente, însă diagnosticarea precoce a demenţei şi prognosticul nu pot fi exacte fără utilizarea unor teste invazive sau costisitoare, cum ar fi tomografia cu emisie de pozitroni (PET) sau puncţia lombară, care nu sunt disponibile în toate clinicile medicale.
Ca urmare, până la o treime dintre pacienţi pot fi diagnosticaţi greşit, iar alţii pot fi diagnosticaţi prea târziu pentru ca tratamentul să fie eficient.
O echipă condusă de oameni de ştiinţă de la Departamentul de Psihologie al Universităţii Cambridge a dezvoltat un model de învăţare automată capabil să estimeze dacă şi cât de repede o persoană cu probleme uşoare de memorie şi gândire va evolua spre boala Alzheimer.
În cercetarea publicată vineri, în revista eClinicalMedicine, cercetătorii arată că acest model este mai precis decât instrumentele actuale de diagnostic clinic.
Pentru a-şi construi modelul, cercetătorii de la Cambridge au folosit date despre pacienţi colectate în mod curent, neinvazive şi la costuri reduse - teste cognitive şi scanări RMN care arată atrofierea materiei cenuşii - de la peste 400 de persoane care făceau parte dintr-o cohortă de cercetare din Statele Unite.
Apoi au testat modelul folosind date reale de la alţi 600 de pacienţi din cohorta americană şi, ceea ce este important, date longitudinale de la 900 de persoane din clinici specializate din Regatul Unit şi Singapore.
Algoritmul a fost capabil să facă distincţia între persoanele cu insuficienţă cognitivă uşoară stabilă şi cele care au evoluat spre boala Alzheimer într-o perioadă de trei ani.
AI a fost capabilă să identifice corect persoanele care au dezvoltat boala Alzheimer în 82% din cazuri şi să identifice corect persoanele care nu au dezvoltat boala Alzheimer în 81% din cazuri, doar pe baza testelor cognitive şi a unei scanări RMN.
Algoritmul a fost de aproximativ trei ori mai precis în estimarea evoluţiei către Alzheimer decât standardul actual de îngrijire, respectiv markerii standard (cum ar fi atrofia materiei cenuşii sau scorurile cognitive) sau diagnosticul clinic.
Rezultatele studiului arată că modelul ar putea reduce semnificativ diagnosticele eronate.
Instrumentul AI a permis, de asemenea, cercetătorilor să stratifice persoanele cu boala Alzheimer folosind datele de la prima vizită a fiecărei persoane la clinicile de specialitate în trei grupuri: cei ale căror simptome vor rămâne stabile (aproximativ 50% dintre participanţi), cei care vor evolua lent către boala Alzheimer (aproximativ 35%) şi cei care vor evolua mai rapid (restul de 15%).
Estimările AI au fost validate atunci când s-au analizat datele de urmărire pe o perioadă de şase ani.
Noul instrument AI, spun specialiştii, ar putea ajuta la identificarea persoanelor care se află într-un stadiu suficient de timpuriu pentru a putea beneficia de noi tratamente, identificând în acelaşi timp şi persoanele care au nevoie de o monitorizare atentă, deoarece este probabil ca starea lor să se deterioreze rapid.
De asemenea, pentru procentul de 50% dintre cei care au simptome precum pierderile de memorie, dar rămân stabili, aceştia ar putea fi mai bine direcţionaţi către o altă cale clinică, deoarece simptomele lor s-ar putea datora altor cauze decât demenţa, cum ar fi anxietatea sau depresia.
„Am creat un instrument care, în ciuda faptului că utilizează doar date de la teste cognitive şi scanări RMN, este mult mai sensibil decât abordările actuale pentru a estima dacă cineva va progresa de la simptome uşoare la Alzheimer - şi dacă da, dacă acest progres va fi rapid sau lent", a declarat într-un comunicat autoarea studiului, prof. Zoe Kourtzi, de la departamentul de psihologie al Universităţii Cambridge.
Ea a indicat faptul că instrumentul AI are potenţialul de a îmbunătăţi în mod semnificativ bunăstarea pacienţilor, indicând persoanele care au nevoie de cea mai mare îngrijire, şi eliminând în acelaşi timp anxietatea pentru acei pacienţi despre care se poate estima că vor rămâne stabili în evoluţie.
Într-o perioadă de presiune intensă asupra resurselor de îngrijire a sănătăţii, AI ar putea contribui, de asemenea, la eliminarea nevoii de teste de diagnostic invazive şi costisitoare inutile.
În timp ce echipa a testat algoritmul pe datele unei cohorte de cercetare, acesta a fost validat folosind date independente care au inclus aproape 900 de persoane care au participat la clinici de memorie în Marea Britanie şi Singapore.
Cercetătorii spun că acest lucru indică faptul că instrumentul inteligent ar fi aplicabil la pacienţii din lumea reală.
„Modelele AI sunt la fel de bune ca şi datele pe care sunt antrenate. Pentru a ne asigura că modelul nostru are potenţialul de a fi adoptat într-un cadru de îngrijire a sănătăţii, l-am antrenat şi l-am testat pe date colectate în mod obişnuit nu doar din cohorte de cercetare, ci şi de la pacienţi din clinici de memorie reale. Acest lucru arată că va fi generalizabil la un cadru din lumea reală", a părecizat prof. Kourtzi.
Echipa speră acum să îşi extindă modelul la alte forme de demenţă, cum ar fi demenţa vasculară şi demenţa frontotemporală, şi să utilizeze diferite tipuri de date, cum ar fi markerii din analizele de sânge.
„Dacă vom aborda provocarea din ce în ce mai mare pentru sănătate reprezentată de demenţă, vom avea nevoie de instrumente mai bune pentru identificarea şi intervenţia în cel mai timpuriu stadiu posibil", a precizat prof. Kourtzi.
Viziunea cercetătorilor este de a extinde abilităţile instrumentului AI pentru a ajuta clinicienii să atribuie calea corectă de diagnosticare şi tratament.
Instrumentul AI poate ajuta, de asemenea, la asocierea pacienţilor potriviţi cu studiile clinice, accelerând descoperirea de noi medicamente pentru tratamentele care pot modifica cursul bolii.
