الإثنين 13 أيار 2024

يمكن لخوارزمية جديدة تحديد التغيرات الدماغية قبل الإصابة بمرض الزهايمر بدقة تزيد عن 99٪


من.  أهم الطرق التي تثبت بها خوارزميات الذكاء الاصطناعي أنها مفيدة في تشخيص المرض بشكل أسرع بكثير مما يستطيع البشر - وقد وصل نظام جديد للكشف عن المؤشرات المحتملة لمرض الزهايمر إلى دقة تقترب من 100٪.

 خلال تحليل صور مسح الدماغ بالرنين المغناطيسي الوظيفي المأخوذة من 138 شخصًا ، حققت الخوارزمية الجديدة معدل دقة يزيد عن 99 بالمائة. أفاد الباحثون أن أداءها أفضل من حيث الدقة والحساسية والنوعية مقارنة بالطرق الحالية.

على وجه الخصوص ، فإن الطريقة قادرة على التقاط علامات الضعف الإدراكي المعتدل أو MCI - وهي الخطوة بين التدهور المعرفي (كما هو مرتبط عادة بالشيخوخة) ومرض الزهايمر. في كثير من الأحيان ، لا يصاحب الاختلال المعرفي المعتدل (MCI) أي أعراض جسدية يمكن رصدها.

ومع ذلك ، من المهم أيضًا ملاحظة أن الاختلال المعرفي المعتدل (MCI) لا يعني بالضرورة مرض الزهايمر - ولكنه مؤشر محتمل مهم للمرض في المستقبل.

في حين أن التحليل اليدوي لمسح التصوير بالرنين المغناطيسي بحثًا عن علامات MCI ممكن ، فإن البشر ليسوا قريبين من السرعة أو الموثوقية مثل تقنيات التعلم العميق ، التي تتعلم من قواعد البيانات الواسعة لبيانات التدريب ، ثم تطبق تلك المعرفة على البيانات الجديدة بطرق ذكية.

يقول Rytis Maskeliūnas ، أستاذ المعلوماتية من جامعة Kaunas للتكنولوجيا (KTU) في ليتوانيا: "تسمح معالجة الإشارات الحديثة بتفويض معالجة الصور إلى الآلة ، والتي يمكنها إكمالها بشكل أسرع وبدقة كافية" .


"بالطبع ، لا نجرؤ على اقتراح أنه يجب على أخصائي طبي أن يعتمد على أي خوارزمية بنسبة 100 في المائة. فكر في الجهاز كإنسان آلي قادر على القيام بالمهمة الأكثر شاقة لفرز البيانات والبحث عن الميزات."

بمجرد أن يسلط برنامج الكمبيوتر الضوء على الحالات المحتملة ، يمكن للمتخصصين بعد ذلك مراجعتها وتأكيدها. التشخيص المبكر يعني علاجًا مبكرًا ، حتى لو لم نكتشف بعد طريقة لوقف مرض الزهايمر تمامًا.

يعتمد نموذج الذكاء الاصطناعي الموضح في هذه الدراسة الجديدة على شبكة ResNet18 العصبية الحالية . كان النظام المعدل قادرًا على تقسيم فحوصات الدماغ إلى ست فئات ، من المظاهر الصحية إلى المظاهر الكاملة لمرض الزهايمر.

يقول ماسكيليناس: "على الرغم من أن هذه لم تكن المحاولة الأولى لتشخيص البداية المبكرة لمرض الزهايمر من بيانات مماثلة ، فإن اختراقنا الرئيسي هو دقة الخوارزمية" .

"من الواضح أن هذه الأرقام المرتفعة ليست مؤشرات على أداء حقيقي في الحياة الواقعية ، لكننا نعمل مع المؤسسات الطبية للحصول على المزيد من البيانات."

وتستخدم أساليب مختلفة للكشف عن مرض الزهايمر في الوقت الراهن، بما في ذلك تتبع العين ، التحليل الصوتي ، وحتى تركيب أجهزة استشعار في بيوت الناس - ولكن أساليب AI مثل تلك المبينة في هذا الوعد دراسة جديدة إلى أن يكون أسرع وأسهل.

تم استخدام أكثر من 78000 فحص بالرنين المغناطيسي الوظيفي لتدريب النموذج والتحقق من صحته والوصول إلى معدلات الدقة العالية ، ويقول الباحثون إن نموذجهم يمكن استخدامه في النهاية لتطوير برنامج يتضمن بيانات أخرى ، بما في ذلك العمر وضغط الدم.

يعد مرض الزهايمر السبب الأكثر شيوعًا للخرف في العالم ، حيث يساهم في حوالي 70 بالمائة من الحالات في جميع أنحاء العالم. يُعتقد حاليًا أن حوالي 24 مليون شخص يتأثرون على مستوى العالم ، ومع تقدم المجتمعات في العمر ، من المتوقع أن يرتفع هذا الرقم بشكل حاد.

يقول ماسكيليناس: " يحاول المهنيون الطبيون في جميع أنحاء العالم زيادة الوعي بالتشخيص المبكر لمرض الزهايمر ، مما يوفر للمصابين فرصة أفضل للاستفادة من العلاج" .