A katonai májsegély bipoláris kezelésére készült AI

Új kutatások felfedezték, hogy a katonaság számára tervezett gépi tanulási alkalmazás a bipoláris rendellenesség kezelésének kimenetelének előrejelzésére is használható.

A Cincinnati Egyetem (UC) kutatói az eredetileg levegő-levegő harcra kifejlesztett alkalmazás segítségével végezték el az orvosi vizsgálatot. A gépi alapú fuzzy logika sikeres használata megnyitja a lehetőséget az AI vagy a gépi tanulás használatára a betegségek kezelésére.

A tanulmányban Dr. David Fleck, az UC Orvostudományi Főiskola docense és társszerzői a „genetikai fuzzy fák” nevű mesterséges intelligenciát használták annak megjóslására, hogy a bipoláris betegek hogyan reagálnak a lítiumra.

A „Homeland” és az Oscar-díjas „Silver Linings Playbook” című tévéműsorban bemutatott bipoláris rendellenesség az Egyesült Államokban akár hatmillió felnőttet, vagy a felnőtt lakosság négy százalékát érinti egy adott évben.

"A pszichiátriában a bipoláris zavar kezelése ugyanolyan művészet, mint egy tudomány" - mondta Fleck.

„A betegek ingadoznak a mánia és a depresszió periódusai között. A kezelések ezekben az időszakokban változnak. Nagyon nehéz megfelelően kezelni őket a betegség szakaszaiban. "

A tanulmány során a kutatók megtalálták a nyolc általánosan használt modell közül a legjobbat, amelyet jelenleg a bipoláris rendellenesség kezelésére használnak, és megjósolták, hogy ki reagál a lítiumkezelésre 75 százalékos pontossággal.

Összehasonlításképpen: az AI segítségével kifejlesztett UC kutatók megjósolták, hogy a betegek hogyan reagálnak a lítiumra az esetek 100 százalékában. Ennél is lenyűgözőbb, hogy az UC modell 92% -os pontossággal jósolta meg a mániás tünetek tényleges csökkenését a lítiumkezelés után.

Kiderült, hogy ugyanaz a fajta mesterséges intelligencia, amely tavaly a Wright-Patterson Légierő Bázisán végzett szimuláció után szimulációban felülmúlta a légierő pilótáit, ugyanolyan ügyesen hoz olyan előnyös döntéseket, amelyek segíthetnek az orvosoknak a betegségek kezelésében.

Az eredmények a folyóiratban jelennek megBipoláris rendellenességek.

„Ez azt mutatja, hogy az űrkutatásra fordított erőfeszítés az orvostudomány terén játékváltó. És ez fantasztikus ”- mondta Dr. Kelly Cohen, az UC Mérnöki és Alkalmazott Tudományi Főiskolájának professzora.

Cohen doktori diplomája, Nicholas Ernest a Psibernetix, Inc., egy mesterséges intelligencia fejlesztő és konzultációs vállalat alapítója.

A Psibernetix olyan alkalmazásokon dolgozik, mint a levegő-levegő harc, a kiberbiztonság és a prediktív elemzés. Ernest fuzzy logikai algoritmusa hatalmas lehetőségeket képes rendezni, hogy szó szerint egy szempillantás alatt a legjobb választásokhoz jussanak.

"Általában az AI-k által megoldott problémáknak sok-sok googolplexje van a lehetséges megoldásokról, amelyek gyakorlatilag végtelenek" - mondta Ernest tanulmány társszerzője.

Csapata kifejlesztette az Alpha nevű genetikai fuzzy logikát, amely képes szimulációk során lőni az emberi pilótákat, még akkor is, ha a számítógép repülőgépét szándékosan lassabb végsebességgel és kevésbé fürge repülési jellemzőkkel akadályozták.

A rendszer autonóm, valós idejű döntéshozatalával minden elkötelezettség során Gene Lee nyugdíjas amerikai légierő ezredest lelőtték.

"Úgy tűnt, tisztában van szándékaimmal, és azonnal reagálok a repülési változásokra és a rakétavetésemre" - mondta Lee tavaly. - Tudta, hogyan lehet legyőzni a lövést. Szükség szerint azonnal mozgott a védekező és a támadó akciók között. ”

Az Amerikai Repüléstechnikai és Űrhajózási Intézet megtisztelte Cohent és Ernest ebben az évben „a mesterséges intelligencia előrehaladásáért és alkalmazásáért a nagyméretű, értelmes és kihívást jelentő repüléstechnikai problémákkal kapcsolatban”.

Cohen karrierje nagy részét fuzzy-logic alapú AI-val dolgozták drónokban. A mérnöki főiskola egyik sabbatáját felhasználva kereste fel az UC Orvostudományi Főiskolát egy ötlettel: Mi lenne, ha alkalmazhatnák a fuzzy logika elképesztő előrejelző erejét egy különösen csalán okozó orvosi problémára?

Az orvostudománynak és az avionikának nincs sok közös vonása. De mindegyik rendezett folyamatot jelent - egy hatalmas döntési fát - a legjobb választások elérése érdekében.

A fuzzy logika olyan rendszer, amely nem konkrét meghatározásokra, hanem általánosításokra támaszkodik a bizonytalanság vagy a statisztikai zaj kompenzálására. Ezt a mesterséges intelligenciát azért hívják „genetikai fuzzynak”, mert folyamatosan finomítja válaszát, a darwini természetes szelekció genetikai folyamataival analóg módon dobja ki a kisebb választásokat.

Cohen összehasonlítja azzal, hogy megtanítja a gyermeket, hogyan ismerje fel a széket. Miután csak néhány példát látott, bármely gyermek azonosíthatja azt a tárgyat, amelyben az emberek székként ülnek, tekintet nélkül annak alakjára, méretére vagy színére.

„A tanuláshoz nincs szükség nagy statisztikai adatbázisra. Kitaláljuk a dolgokat. Valami hasonlót teszünk, hogy ezt homályos logikával utánozzuk ”- mondta Cohen.

Cohen fogékony közönséget talált Fleckben, aki az UC egykori Képalkotó Kutató Központjával dolgozott. Végül is ki küzdene jobban az orvostudomány egyik legnehezebb problémájával, mint egy rakétatudós? Cohen, repüléstechnikai mérnök érezte magát a feladattal.

Ernest szerint az embereknek nem szabad összekeverniük a technológiát az alkalmazásával. Az általa kifejlesztett algoritmus nem olyan érző lény, mint a „Terminator” film franchise-i gazemberek, hanem csupán egy eszköz - mondta - bár hatalmas, látszólag végtelen alkalmazásokkal.

Ernest cége létrehozta az EVE-t, egy genetikai fuzzy AI-t, amely más genetikai fuzzy AI-k létrehozására szakosodott. Az EVE előállított egy prediktív modellt a betegadatokhoz, a LITHium Intelligent Agent vagy a LITHIA nevet a bipoláris vizsgálat céljából.

"Ez a prediktív modell kihasználja a fuzzy logika erejét, hogy megalapozottabb döntést hozzon" - mondta Ernest. És a mesterséges intelligencia más típusaitól eltérően a fuzzy logika egyszerű nyelven leírhatja, miért döntött - mondta.

A kutatók összefogtak Dr. Caleb Adlerrel, az UC Pszichiátriai és Magatartási Idegtudományi Osztályának klinikai kutatások alelnökével, hogy megvizsgálják a bipoláris rendellenességet, amely gyakori, visszatérő és gyakran egész életen át tartó betegség. Annak ellenére, hogy a hangulati rendellenességek elterjedtek, okuk rosszul érthető - mondta Adler.

"Valóban, ez egy fekete doboz" - mondta Adler. „Valaki diagnosztizáljuk a bipoláris rendellenességet. Ez a tüneteik leírása. De ez nem azt jelenti, hogy mindenkinek ugyanazok a mögöttes okai vannak. ”

A megfelelő kezelés kiválasztása ugyanolyan bonyolult lehet.

„Az elmúlt 15 évben a mánia kezelése robbanásszerű volt. Több lehetőségünk van. De nem tudjuk, hogy ki mire fog reagálni - mondta Adler. "Ha meg tudnánk jósolni, hogy ki reagál jobban a kezelésre, időt és következményeket spórolna meg."

Megfelelő gondozás mellett a bipoláris zavar kezelhető krónikus betegség azoknak a betegeknek, akiknek az élete normalizálódhat - mondta.

Az UC új tanulmánya, amelyet részben az Országos Mentális Egészségügyi Intézet támogatásával finanszíroztak, 20 beteget azonosított, akiknek nyolc hétig lítiumot írtak fel mániás epizód kezelésére. A 20 beteg közül 15 jól reagált a kezelésre.

Az algoritmus a betegek agyi vizsgálatának két típusának elemzését használta, többek között, hogy 100 százalékos pontossággal megjósolja, mely betegek reagálnak jól, és melyek nem. És az algoritmus a tünetek csökkenését is megjósolta nyolc héten, ezt az eredményt még lenyűgözőbbé tette az a tény, hogy az előrejelzéshez csak objektív biológiai adatokat használtak fel, nem pedig tapasztalt orvosok szubjektív véleményét.

Forrás: Cincinnati Egyetem