AI használata a betegségek jobb diagnosztizálásához és a célzott gyógyszeres kezeléshez

Új kutatások szerint a gépi tanulás javíthatja a komplex mentális egészségi rendellenességek diagnózisát és elősegítheti a farmakológiai terápia kiválasztását.

A szakértők üdvözlik az új megállapítást, mivel a hangulati rendellenességek, például a súlyos depressziós rendellenesség (MDD) és a bipoláris zavar gyakran összetettek és nehezen diagnosztizálhatók. Sőt, ez a diagnosztikai kihívás gyakran a fiatalok körében a legnagyobb, amikor a betegség még csak kialakul. A diagnózis bizonytalansága nehézzé teheti a gyógyszeres kezeléssel kapcsolatos döntéseket.

A kanadai Lawson Egészségügyi Kutatóintézet, az új-mexikói The Mind Research Network és a Kínai Tudományos Akadémia Brainnetome Központjának együttműködési tanulmányában a kutatók kifejlesztettek egy mesterséges intelligencia (AI) algoritmust, amely elemzi az agy vizsgálatát, hogy jobban osztályozza a betegséget a komplex hangulati rendellenesség és segítenek megjósolni a gyógyszerekre adott válaszukat.

A tanulmányba 78 feltörekvő felnőtt beteg vett részt a londoni Egészségügyi Tudományos Központ (LHSC) mentálhigiénés programjaiból, elsősorban az Első epizód hangulat és szorongás programból (FEMAP).

A vizsgálat első részében 66 olyan beteg vett részt, akik már befejezték a kezelést az MDD vagy az I típusú bipoláris (I bipoláris) egyértelmű diagnózis érdekében. Az I bipoláris a bipoláris rendellenesség egy olyan formája, amely teljes mániás epizódokat tartalmaz.

A kutatók további 33 olyan kutatót is követtek, akiknek a kórelőzményében nem voltak mentális betegségek. Mindegyik személy részt vett a különböző agyhálózatok vizsgálatában a Lawson funkcionális mágneses rezonancia képalkotó (fMRI) képességeinek felhasználásával a St. Joseph's Health Care Londonban.

A kutatócsoport elemezte és összehasonlította az MDD-vel, I. bipoláris betegséggel és mentális betegségben nem szenvedő betegek vizsgálatát, és megállapította, hogy a három csoport különbözik az egyes agyi hálózatokban.

Különbségeket figyeltek meg az agyterületen, amelyet alapértelmezett módú hálózatnak neveznek - az önreflexió szempontjából fontosnak vélt régiók halmaza -, valamint a thalamusban, amely egy olyan „átjáró”, amely összekapcsolja a több kérgi régiót, és segíti az izgalom és az éberség ellenőrzését.

Az adatokat a kutatók egy olyan AI algoritmus kifejlesztésére használták fel, amely gépi tanulással vizsgálja az fMRI vizsgálatokat annak osztályozására, hogy a betegnek MDD-e vagy bipoláris I.-e. Ha ismert diagnózissal vizsgálták a kutatást végző résztvevőket, az algoritmus helyesen osztályozta betegségét: cent pontossággal.

Ezután a kutatócsoport 12 további, komplex hangulati rendellenességgel rendelkező résztvevővel végzett képalkotást, akiknél a diagnózis nem volt egyértelmű. Az algoritmust arra használták, hogy tanulmányozzák a résztvevő agy működését, hogy megjósolják a diagnózisát, és ami még fontosabb, megvizsgálták a résztvevő reakcióját a gyógyszeres kezelésre.

"Az antidepresszánsok az MDD arany standard gyógyszeres terápiája, míg a hangulatstabilizátorok az I bipoláris arany standardjai" - mondta Dr. Elizabeth Osuch, a Lawson klinikus-tudós, a FEMAP orvosigazgatója és a vizsgálat vezető kutatója.

„De nehéz megjósolni, hogy melyik gyógyszer működik a komplex hangulati rendellenességekben szenvedő betegeknél, ha a diagnózis nem egyértelmű. Jobban reagálnak-e antidepresszánsokra vagy hangulatstabilizátorokra?

A kutatócsoport feltételezte, hogy az algoritmus szerint MDD-vel rendelkező résztvevők reagálnak az antidepresszánsokra, míg az I. bipoláris csoportba tartozók a hangulatstabilizátorokra. A komplex betegekkel tesztelve 12-ből 11 válaszolt az algoritmus által megjósolt gyógyszerekre.

"Ez a tanulmány nagy lépést tesz a gyógyszeres reakció biomarkerének megtalálása felé a feltörekvő, komplex hangulati rendellenességekkel küzdő felnőtteknél" - mondta Osuch. "Ez azt is sugallja, hogy egyszer az agyi képalkotás segítségével objektív mértékű pszichiátriai betegségeket kaphatunk, amelyek gyorsabbá, hatékonyabbá és következetesebbé tehetik a diagnózist az egészségügyi szolgáltatók körében."

A pszichiáterek jelenleg a beteg kórtörténete és viselkedése alapján diagnosztizálnak. A gyógyszeres döntések ezen a diagnózison alapulnak. "Ez nehéz lehet komplex hangulati rendellenességek esetén és egy betegség korai szakaszában, amikor a tünetek kevésbé jól definiálhatók" - mondta Osuch.

„A betegeknek több diagnózisa is lehet, például egy hangulati rendellenesség és egy szerrel való visszaélés kombinációja, ami tovább bonyolítja a diagnózist. Ha egy biológiai teszt vagy eljárás annak megállapítására szolgál, hogy a beteg milyen osztályú gyógyszerre reagál, az jelentősen előrelendítené a pszichiátria területét. "

Forrás: Lawson Egészségügyi Kutatóintézet