חוקרים מאוניברסיטת אורברו פיתחו שני מודלים חדשים של AI שיכולים לנתח את הפעילות החשמלית של המוח ולהבחין במדויק בין אנשים בריאים לחולים עם דמנציה, כולל מחלת אלצהיימר.
לאבחון מוקדם יש חשיבות מכרעת על מנת שניתן יהיה לנקוט בצעדים יזומים שמאטים את התקדמות המחלה ומשפרים את איכות החיים של החולה".
מוחמד חניף, חוקר באינפורמטיקה, אוניברסיטת אורברו
בחדר העבודה מסגרת למידה עמוקה ניתנת להסבר ויעילה לאבחון מבוסס EEG של מחלת אלצהיימר ודמנציה פרונטומפורלית, חוקרים שילבו שתי שיטות בינה מלאכותית מתקדמות – רשתות קונבולוציוניות זמניות ורשתות LSTM. התוכנית מנתחת אותות EEG ויכולה לקבוע כמעט ללא רבב אם אדם חולה או בריא.
יכול להבחין בין בריא לחולה בוודאות של 80 אחוז
כאשר משווים שלוש קבוצות – אלצהיימר, דמנציה פרונטו-טמפורלית ובריא – השיטה השיגה דיוק של למעלה מ-80%. החוקרים משתמשים גם בטכניקת AI מסבירה שמראה אילו חלקים באות ה-EEG משפיעים על האבחנה. זה עוזר לרופאים לפרש כיצד המערכת מגיעה למסקנותיה.
במחקר השני, סיווג דמנציה משמר פרטיות מ-EEG באמצעות היתוך היברידי EEGNetv4 ולמידה מאוחדתהחוקרים פיתחו מודל AI קטן וחסכוני במשאבים – בגודל של מתחת למגה-בייט אחד – ששומר גם על פרטיות המטופל. בעזרת למידה מאוחדת, ספקי שירותי בריאות מרובים יכולים לשתף פעולה כדי להכשיר את מערכת הבינה המלאכותית מבלי לשתף נתוני מטופלים. למרות הגנת הפרטיות, הדגם משיג דיוק של למעלה מ-97 אחוז.
"למודלים מסורתיים של למידת מכונה לרוב אין שקיפות והם מאותגרים על ידי דאגות פרטיות. המחקר שלנו נועד לטפל בשני הנושאים", אומר מוחמד חניף, מרצה בכיר לאינפורמטיקה באוניברסיטת אורברו.
AI מזהה דפוסים באותות החשמליים של המוח
החוקרים הצליחו לשלב שיטות שונות לפירוש האותות החשמליים של המוח. על ידי חלוקת אותות EEG לפסי תדר שונים – גלי אלפא, בטא וגמא – ה-AI יכול לזהות דפוסים הקשורים לדמנציה. האלגוריתמים יכולים לזהות שינויים ארוכי טווח באותות ולזהות הבדלים עדינים בין אבחנות. בנוסף, טכנולוגיית הבינה המלאכותית הניתנת להסבר מבטיחה שהמערכת אינה עוד "קופסה שחורה" – היא מציגה בבירור את הבסיס להחלטות שלה.
במחקריהם, החוקרים מדגימים כיצד AI יכול להפוך לכלי מהיר, זול ובטוח בפרטיות לאבחון מוקדם של דמנציה. EEG היא כבר שיטה פשוטה וזולה שניתן להשתמש בה בטיפול ראשוני. בשילוב עם דגמי AI שיכולים לפעול על מכשירים ניידים, זה פותח את הפוטנציאל לשימוש רחב יותר בתחום הבריאות – ממרפאות מומחים ועד לבדיקות ביתיות עתידיות.
מבחן AI יכול לשמש בבית בעתיד
"אבחון מוקדם חיוני ליישום צעדים יזומים שמאטים את התקדמות המחלה ומשפרים את איכות החיים. אם פתרונות כמו זה ייושמו במלואם, זה יכול להקל על כל המעורבים – חולים, צוות טיפול, קרובי משפחה ואנשי מקצוע בתחום הבריאות", אומר מוחמד חניף.
המחקרים נערכו בשיתוף פעולה בין חוקרים מאוניברסיטת אורברו ומספר מוסדות בינלאומיים, כולל אוניברסיטאות בבריטניה, אוסטרליה, פקיסטן וערב הסעודית.
"אנו מתכננים להמשיך את המחקר על ידי הרחבה למערכי נתונים גדולים ומגוונים יותר, בחינת מאפיינים נוספים של EEG, והכללת סוגים אחרים של דמנציה כגון דמנציה וסקולרית ודמנציה בגוף Lewy. במקביל, נשתמש ב-AI בר-הסבר ונבטיח הגנה קפדנית על נתוני המטופל", מסביר מוחמד חניף.
