محققان مایو کلینیک یک ابزار هوش مصنوعی (AI) جدید توسعه داده‌اند که ۹ نوع زوال عقل (dementia) را با استفاده از یک اسکن مغزی رایج تشخیص می‌دهد. این سیستم، موسوم به StateViewer، بیماری آلزایمر (Alzheimer’s disease) را نیز در دامنه خود شامل می‌شود و نوید تشخیص‌های سریع‌تر و دقیق‌تر را می‌دهد.
مطالعه‌ای که اخیراً منتشر شده، گزارش می‌دهد که StateViewer نوع صحیح زوال عقل را در ۸۸ درصد موارد شناسایی کرده است. همچنین سرعت تفسیر را دو برابر و دقت تشخیصی را در مقایسه با روش‌های استاندارد سه برابر افزایش داده است.
این هوش مصنوعی بر روی بیش از ۳۶۰۰ اسکن مغزی آموزش و آزمایش شد که بیماران دارای و فاقد اختلال شناختی را شامل می‌شد.
با در دسترس قرار گرفتن درمان‌های جدید برای زوال عقل، تشخیص به‌موقع و دقیق ضروری است. StateViewer یک راه‌حل مقیاس‌پذیر ارائه می‌دهد که می‌تواند پشتیبانی تشخیصی در سطح متخصص را برای کلینیک‌های فاقد مراقبت تخصصی نورولوژی (neurology) فراهم کند.
آموزش‌دیده بر روی هزاران اسکن
StateViewer یک اسکن توموگرافی انتشار پوزیترون فلوئورودوکسی‌گلوکز (FDG-PET) را تحلیل می‌کند، که نشان می‌دهد مغز چگونه از گلوکز (glucose) استفاده می‌کند، گلوکز یک شاخص کلیدی فعالیت مغزی است.
سپس این ابزار اسکن را با یک پایگاه داده وسیع از اسکن‌های بیماران با تشخیص تأیید شده زوال عقل مقایسه می‌کند. با استفاده از یادگیری ماشین (machine learning)، این ابزار الگوهای فعالیت مغزی متمایز مرتبط با انواع خاص زوال عقل را شناسایی می‌کند.
اشکال مختلف زوال عقل، مناطق متفاوتی از مغز را تحت تأثیر قرار می‌دهند. بیماری آلزایمر نواحی مربوط به حافظه و پردازش را هدف قرار می‌دهد. زوال عقل با اجسام لوئی (Lewy body dementia) بر نواحی مرتبط با توجه و حرکت تأثیر می‌گذارد. زوال عقل فرونتوتمپورال (Frontotemporal dementia) نواحی مرتبط با زبان و رفتار را متأثر می‌سازد.
StateViewer تحلیل خود را از طریق نقشه‌های مغزی کدگذاری شده رنگی ارائه می‌دهد و به پزشکان عمومی نیز امکان می‌دهد تا تشخیص را به صورت بصری درک کنند.
دکتر دیوید جونز (David Jones)، متخصص مغز و اعصاب که رهبری این پروژه و برنامه هوش مصنوعی نورولوژی مایو کلینیک را بر عهده داشت، گفت: «هر بیماری که وارد کلینیک من می‌شود، داستانی منحصر به فرد دارد که از پیچیدگی مغز شکل گرفته است. این پیچیدگی مرا به نورولوژی کشاند و همچنان تعهد مرا به یافتن پاسخ‌های روشن‌تر هدایت می‌کند.»
او افزود: «StateViewer بازتاب این تعهد است — گامی به سوی درک زودهنگام‌تر، درمان دقیق‌تر و روزی، تغییر مسیر این بیماری‌ها.»
مقابله با بار رو به رشد زوال عقل
در سطح جهانی، بیش از ۵۵ میلیون نفر با زوال عقل زندگی می‌کنند و سالانه ۱۰ میلیون مورد جدید به این آمار اضافه می‌شود. بیماری آلزایمر به تنهایی پنجمین علت اصلی مرگ و میر در سراسر جهان است. تشخیص زوال عقل اغلب نیازمند آزمایش‌های گسترده از جمله ارزیابی‌های شناختی، تصویربرداری، آزمایش خون و مشاوره با متخصصان است. حتی با وجود این ابزارها، تمایز بین انواع همپوشان یا هم‌زیست زوال عقل حتی برای پزشکان با تجربه نیز دشوار باقی می‌ماند.
دکتر جونز از نزدیک با لیلند بارنارد (Leland Barnard)، مهندس هوش مصنوعی پشت StateViewer، همکاری کرد. بارنارد گفت: «هنگامی که StateViewer را طراحی می‌کردیم، هرگز این واقعیت را از دست ندادیم که پشت هر نقطه داده و اسکن مغزی، فردی با تشخیص دشوار و سؤالات فوری روبرو بود.»
وی ادامه داد: «دیدن اینکه این ابزار چگونه می‌تواند به پزشکان با بینش‌ها و راهنمایی‌های دقیق و بلادرنگ کمک کند، پتانسیل یادگیری ماشین را برای پزشکی بالینی برجسته می‌سازد.»
محققان مایو کلینیک قصد دارند استفاده از StateViewer را گسترش داده و ارزیابی عملکرد آن را در محیط‌های بالینی مختلف ادامه دهند. در صورت اثبات موفقیت‌آمیز بودن در محیط‌های متنوع، این ابزار می‌تواند از مداخلات زودهنگام‌تر و نتایج بهتر برای بیماران در مبارزه با زوال عقل حمایت کند.
این مطالعه در مجله Neurology منتشر شده است.