ChatGPT помогает точно определять местоположение эпилептогенных зон в мозге, помогая нейрохирургам

Эпилепсия, одно из самых распространенных неврологических заболеваний, характеризующееся повторяющимися припадками, затрагивает более 70 миллионов человек по всему миру. В Соединенных Штатах около 3,4 миллиона человек живут с этим тяжелым состоянием. Примерно у трети пациентов медикаментозное лечение не приносит результатов. Для таких больных хирургическая резекция эпилептогенной зоны (ЭЗ) — области мозга, удаление которой может привести к свободе от припадков — может стать эффективным способом снижения или устранения приступов.

Однако текущая успешность резецирующей хирургии, при которой хирург удаляет часть мозга, где возникают припадки, составляет около 50–60%. Одной из причин этого является недостаточная точность определения ЭЗ.

Для выявления ЭЗ пациенты проходят ряд тестов, включая МРТ, электроэнцефалографию (ЭЭГ) и внутричерепную ЭЭГ. Эпилептологи используют эти данные и изображения для описания так называемой эпилептической семиологии — симптомов и поведения во время припадков. Эта информация помогает предсказать местоположение ЭЗ.

Однако язык, используемый эпилептологами для описания эпилептической семиологии, может различаться в разных эпилептологических центрах.

«Разные центры могут использовать разные термины для описания одной и той же эпилептической семиологии», — говорит Фэн Лю (Feng Liu), научный сотрудник Школы инженерии и науки Шефера (Schaefer School of Engineering and Science) Технологического института Стивенса (Stevens Institute of Technology).

«Например, термины «асимметричное позиционирование» и «асимметричная тоническая активность» могут использоваться для описания одного и того же явления», — приводит пример Лю, говоря о позе, при которой одна рука или нога вытянута, а другая согнута. «Существует множество терминов, которые могут относиться к одному и тому же, но разные центры могут использовать разную терминологию для его описания».

Это создает определенную несогласованность, что усложняет работу хирургов. В связи с описательным характером эпилептической семиологии, большие языковые модели (LLM), такие как ChatGPT, обученные на обширной базе данных открытых источников, могут стать ценным инструментом для определения ЭЗ.

Лю и его команда исследователей оценили клиническую ценность использования ChatGPT для интерпретации эпилептической семиологии с целью предсказания местоположения ЭЗ. «Большие языковые модели, такие как ChatGPT, могут быть ценными инструментами для анализа сложной текстовой информации, помогая интерпретировать описания эпилептической семиологии и способствуя точной локализации эпилептогенных зон», — говорит Лю.

Для исследования команда опросила пять сертифицированных эпилептологов, которые заполнили онлайн-опросник, включающий 100 вопросов о локализации ЭЗ на основе описаний эпилептической семиологии. Затем команда использовала ChatGPT для выполнения той же задачи и сравнила результаты ChatGPT с ответами эпилептологов.

Оказалось, что ответы ChatGPT совпадали или превосходили ответы эпилептологов в отношении областей, где эпилептогенные зоны обычно располагаются, таких как лобная и височная доли мозга.

Однако эпилептологи предоставили более точные ответы в областях, где ЭЗ встречаются редко, таких как островок и поясная кора. Эти результаты были опубликованы в Journal of Medical Internet Research.

Для дальнейшего повышения эффективности LLM команда разработала первую LLM специально для интерпретации эпилептической семиологии под названием EpiSemoLLM, которая размещена на сервере GPU Stevens. Эта платформа может стать полезным помощником в процессе принятия решений на этапе предоперационной подготовки для нейрохирургов и эпилептологов.

«Наши результаты показывают, что LLM и их тонко настроенные версии могут служить ценным инструментом для помощи в предоперационной оценке при хирургическом лечении эпилепсии», — говорит Лю. «Наилучшие результаты будут достигнуты при совместном использовании человека и искусственного интеллекта».

Литература:
Yaxi Luo, et al. Clinical Value of ChatGPT for Epilepsy Presurgical Decision-Making: Systematic Evaluation of Seizure Semiology Interpretation. Journal of Medical Internet Research (2025) DOI: 10.2196/69173 On medRxiv. DOI: 10.1101/2024.04.13.24305773