Naučnici iz CSIRO, australijske nacionalne naučne agencije, u partnerstvu sa Tehnološkim univerzitetom u Kvinslendu, koristili su veštačku inteligenciju da razviju prvo svetsko merilo za merenje atrofije mozga – ili stanjivanja – kod neurodegenerativnih bolesti, uključujući Alchajmerovu bolest.
Alchajmerova bolest je najčešći oblik demencije, koji čini 60% do 80% slučajeva. Jedan od načina merenja njegovog napretka je putem MRI slika koje pokazuju stanjivanje korteksa. Ova metoda je, međutim, izazovna, jer su promene u debljini moždanog korteksa izuzetno male, često u opsegu ispod milimetara.
Napredne tehnike mašinskog učenja se rutinski koriste u istraživanju mozga za procenu promena u debljini korteksa, ali do sada, nedostatak klinički tačnog skupa podataka „osnovne istine“ značio je da nismo mogli da procenimo njihovu osetljivost na otkrivanje malih nivoa atrofije.
Pre ovog otkrića, jedini način da se dobije temeljna istinita mera debljine korteksa bio je proučavanje mozga post-mortem. Međutim, mozak počinje da se smanjuje odmah nakon smrti, što dovodi do netačnih očitavanja.
Filip Rusak, naučnik iz CSIRO-ovog australijskog centra za istraživanje e-zdravlja, rekao je da kortikalna atrofija – stanjivanje moždane kore – može da počne i do deset godina pre nego što se pojave klinički simptomi Alchajmerove bolesti.
„Potrebne su izuzetno precizne metode za posmatranje ovih znakova na slikama mozga kada počnu da se pojavljuju kako bi se mogli rešiti ranije nego kasnije“, rekao je dr Rusak.
„Koristeći moć mašinskog učenja, uspeli smo da proizvedemo set veštačkih MRI slika mozga sa unapred definisanim znacima neurodegeneracije u regionu korteksa, spoljašnjem sloju mozga koji je najviše pogođen Alchajmerovom bolešću.
„Pre ovih nalaza, nije bilo načina da se konačno utvrdi osetljivost različitih metoda korišćenih za merenje debljine korteksa kod pacijenata sa Alchajmerovom bolešću“, rekao je on.
Ova nova tehnika omogućava istraživačima da odrede količinu i lokaciju degeneracije mozga sa kojom žele da uporede kako bi mogli da dobiju jasnu sliku o tome koja metoda kvantifikacije debljine kore najbolje deluje.
Tehnika može testirati osetljivost metoda do minimalnog nivoa. Može da utvrdi da li metoda može da otkrije promene u debljini od samo 0,01 milimetara.
Nalazi istraživanja objavljeni su u Medical Image Analisis, a rad je već imao međunarodni uticaj.
Majkl Rebsamen sa Univerziteta u Bernu, Švajcarska, rekao je da imaju jake dokaze da je DL+DiReCT – metoda zasnovana na dubokom učenju za merenje debljine korteksa – robusna i osetljiva na suptilne promene u atrofiji.
„Do sada, zbog nedostatka referentne magnetne rezonance, nismo mogli da kvantifikujemo koji nivo atrofije se zaista može izmeriti“, rekao je dr Rebsamen. „Inovativno merilo iz CSIRO-a zatvara ovaj jaz i označava važnu prekretnicu za procenu metoda debljine korteksa.“
Tehnika se može primeniti na istraživanje bilo koje bolesti mozga koja uključuje neurodegeneraciju, što predstavlja značajan korak napred ka boljem razumevanju demencije i drugih iscrpljujućih bolesti mozga. Takođe se potencijalno može koristiti za predviđanje nivoa kortikalne degeneracije koju osoba može očekivati tokom vremena.
Dr Rusak je rekao da se sva ova tehnologija dešava na poleđini često korišćenih i relativno jeftinih MRI slika.
„Nalazi će pomoći istraživačima da izaberu prave alate za posao. Pravi alat povećava šanse za tačnu procenu progresije bolesti“, rekao je dr Rusak. „Dakle, nema potrebe za novom medicinskom infrastrukturom.“
Slike sintetičkog skupa podataka su javno dostupne tako da kliničari i naučnici mogu da koriste sintetičke slike da sprovedu sopstvene procene metoda kvantifikacije debljine kore.
