يمكن للذكاء الاصطناعي اكتشاف الخرف قبل ظهور الأعراض بسنوات

يمكن للذكاء الاصطناعي أن يكتشف العلامات المبكرة للخرف من فحص بسيط للدماغ قبل وقت طويل من ظهور الأعراض الرئيسية – وفي بعض الحالات قبل ظهور أي أعراض – كما يقول باحثو كامبريدج.

يتميز الخرف بتراكم أنواع مختلفة من البروتين في الدماغ، مما يؤدي إلى تلف أنسجة المخ ويؤدي إلى التدهور المعرفي. في حالة مرض الزهايمر، تشمل هذه البروتينات بيتا أميلويد، الذي يشكل “لويحات”، تتجمع معًا بين الخلايا العصبية وتؤثر على وظيفتها، وتاو، التي تتراكم داخل الخلايا العصبية.

عادة ما تبدأ التغيرات الجزيئية والخلوية في الدماغ قبل ظهور أي أعراض بسنوات عديدة. قد يستغرق تشخيص الخَرَف عدة أشهر أو حتى سنوات. عادة ما يتطلب زيارتين أو ثلاث زيارات إلى المستشفى ويمكن أن يشمل مجموعة من فحوصات التصوير المقطعي المحوسب والتصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني والتصوير بالرنين المغناطيسي بالإضافة إلى ثقوب الخشب الغازية.

قام فريق بقيادة البروفيسور زوي كورتزي في جامعة كامبريدج ومعهد آلان تورينج بتطوير أدوات التعلم الآلي التي يمكنها اكتشاف الخرف لدى المرضى في مرحلة مبكرة جدًا. باستخدام فحوصات الدماغ من المرضى الذين واصلوا تطوير مرض الزهايمر، تعلمت خوارزمية التعلم الآلي الخاصة بهم اكتشاف التغيرات الهيكلية في الدماغ. عند دمجها مع نتائج اختبارات الذاكرة القياسية ، كانت الخوارزمية قادرة على توفير درجة تنبؤية – أي احتمال إصابة الفرد بمرض الزهايمر.

بالنسبة لأولئك المرضى الذين يعانون من ضعف إدراكي خفيف – علامات فقدان الذاكرة أو مشاكل في اللغة أو الإدراك البصري / المكاني – كانت الخوارزمية أعلى من 80٪ في التنبؤ بهؤلاء الأفراد الذين أصيبوا بمرض الزهايمر. كان أيضًا قادرًا على التنبؤ بمدى سرعة تراجع إدراكهم بمرور الوقت.

قال البروفيسور كورتزي، من قسم علم النفس في كامبريدج: “لقد قمنا بتدريب خوارزميات التعلم الآلي على اكتشاف العلامات المبكرة جدًا للخرف فقط من خلال البحث عن أنماط فقدان المادة الرمادية – بشكل أساسي، التآكل – في الدماغ. عندما ندمج هذا مع اختبارات الذاكرة القياسية، يمكننا التنبؤ بما إذا كان الفرد سيُظهر انخفاضًا أبطأ أو أسرع في إدراكه.

“لقد تمكنا حتى من تحديد بعض المرضى الذين لم تظهر عليهم أي أعراض بعد، لكنهم أصيبوا بمرض الزهايمر.”

على الرغم من تحسين الخوارزمية للبحث عن علامات مرض الزهايمر، يقوم البروفيسور كورتزي وزملاؤه الآن بتدريبها للتعرف على الأشكال المختلفة للخرف، ولكل منها نمطها المميز لفقدان الحجم.

يقود الآن الدكتور تيموثي ريتمان من قسم علوم الأعصاب السريرية والمستشار في مستشفى أدينبروك، وهو جزء من مؤسسة NHS التابعة لمستشفيات جامعة كامبريدج (CUH)، تجربة للنظر في ما إذا كان هذا النهج مفيدًا في بيئة سريرية.

أوضح الدكتور ريتمان: “لقد أظهرنا أن هذا النهج يعمل في بيئة بحثية – نحتاج الآن إلى اختباره في بيئة” العالم الحقيقي “.

حتى الآن، شارك حوالي 80 مريضًا في التجربة، التي أجرتها CUH و Cambridgeshire و Peterborough NHS Foundation Trust واثنان من مؤسسات NHS في برايتون.

أوضح الدكتور ريتمان أن اكتشاف الخرف مبكرًا أمر مهم لعدة أسباب. عندما يبدأ المرضى في تجربة مشاكل في الذاكرة والإدراك ، يمكن أن يكون هذا وقتًا صعبًا للغاية لأسباب مفهومة. إن القدرة على تقديم تشخيص دقيق يمنحهم الوضوح، واعتمادًا على التشخيص، يمكن أن يريحهم عقولهم أو يساعدهم وأحبائهم على وضع الاستعدادات على المدى الطويل “.

يوجد حاليًا عدد قليل جدًا من الأدوية المتاحة للمساعدة في علاج الخرف. يُعتقد أن أحد أسباب فشل التجارب السريرية غالبًا هو أنه بمجرد ظهور الأعراض على المريض، قد يكون الوقت قد فات لإحداث فرق كبير. وبالتالي، فإن امتلاك القدرة على تحديد الأفراد في مرحلة مبكرة جدًا يمكن أن يساعد الباحثين على تطوير أدوية جديدة.

إذا نجحت التجربة، يمكن تعميم الخوارزمية على آلاف المرضى الآخرين في جميع أنحاء البلاد.