ИИ научился предсказывать болезнь Альцгеймера за несколько лет до ее появления

Согласно исследованию, опубликованному в журнале Radiology, технология ИИ улучшила свою способность визуализации головного мозга и смогла предсказать болезнь Альцгеймера за шесть лет до ее появления.

Своевременная диагностика болезни Альцгеймера чрезвычайно важна, так как лечение и вмешательства более эффективны на ранних стадиях заболевания. Однако ранняя диагностика оказалась сложной задачей для современной медицины. Исследования связывают процесс болезни с изменениями в обмене веществ, о чем свидетельствует поглощение глюкозы в определенных областях мозга, но эти изменения очень трудно распознать.

«Различия в схеме поглощения глюкозы в головном мозге очень расплывчаты», — говорит соавтор исследования Джэ Хо Сон из Калифорнийского университета в Сан-Франциско (UCSF). «Мы можем находить определенные биомаркеры болезни, но метаболические изменения представляют собой более глобальный и тонкий процесс», — отметил он.

Таким образом, возникла идея научиться идентифицировать эти изменения с помощью ИИ, который способен совершенствовать сам себя, обучаясь на примерах, и обнаруживать такие изменения в метаболизме мозга.

В ходе своей работы ученые разработали алгоритм глубокого обучения по специальной технологии формирования изображений, известной как позитронно-эмиссионная томография с 18-Ф-фтордезоксиглюкозой (ПЭТ ФДГ). Во время ПЭТ-сканирования в кровь вводится ФДГ, радиоактивное соединение глюкозы. После этого измеряется степень поглощения ФДГ в клетках мозга, что является своего рода индикатором метаболической активности.

Во ходе обучения ИИ ученые использовали данные из Инициативы по нейровизуализации болезни Альцгеймера (ИНБА). Набор данных включал более 2100 изображений мозга ПЭТ ФДГ, полученных от тысячи пациентов. Исследователи обучили алгоритм на примере 90% этих данных, а на оставшихся 10% протестировали его. С помощью такого подхода, ИИ смог научиться распознавать примеры метаболических изменений, которые указывали на развитие болезни Альцгеймера.

После этого ученые протестировали его на 40 изображениях, которые ИИ раньше никогда не видел, и выяснили, что алгоритм достиг 100% точности при обнаружении заболевания в среднем за шесть лет до постановки окончательного диагноза человеком.

«Мы были очень довольны работой алгоритма, — сказал д-р Сон, добавив, что «он смог предсказать каждый случай болезни Альцгеймера».

Несмотря на достигнутые результаты, ученые предупредили, что тест был небольшим, потому нуждается в дальнейших исследованиях. Тем не менее, по мнению специалистов, алгоритм может быть полезным инструментом, дополняющим работу радиологов, особенно в сочетании с другими биохимическими тестами, способными обеспечить терапевтическое вмешательство на ранних сроках, и, как следствие, предотвратить болезнь.