Авторы нового исследования из Массачусетского технологического института разработали модель искусственного интеллекта, которая поможет обнаруживать болезнь Паркинсона, анализируя дыхание человека. Результаты научной работы опубликованы в журнале Nature Medicine.
Актуальность исследования
Болезнь Паркинсона — самое быстрорастущее неврологическое заболевание в мире, второе по распространенности из неврологических заболеваний после болезни Альцгеймера. Известно, что болезнь Паркинсона трудно диагностировать до появления моторных симптомов, таких как тремор, скованность и медлительность, но эти симптомы зачастую появляются через несколько лет после начала заболевания.
На протяжении многих лет ученые изучали потенциал обнаружения болезни Паркинсона с помощью спинномозговой жидкости и нейровизуализации, однако эти методы являются инвазивными, дорогостоящими и требуют доступа в специализированных медицинских центрах, что делает их непригодными для частого тестирования, которое в противном случае помогло бы в ранней диагностике или постоянном отслеживании прогрессирования заболевания.
Новизна исследования
«Это исследование, вероятно, является одним из крупнейших исследований сна, когда-либо проводившихся при болезни Паркинсона», — утверждает соавтор исследования профессор Рэй Дорси (Ray Dorsey) из Университета Рочестера (University of Rochester).
Технология искусственного интеллекта может обнаруживать болезнь Паркинсона на ранней стадии с помощью анализа дыхания во время сна
Устройство было протестировано на 7687 человек, включая 757 пациентов с болезнью Паркинсона. Модель, о которой идет речь, представляет собой нейронную сеть, серию взаимосвязанных алгоритмов, имитирующих работу человеческого мозга и способных оценивать, есть ли болезнь Паркинсона, по ночному дыханию, т. е. по характеру дыхания во время сна. Нейронная сеть, обученная доктором Южэ Ян (Yuzhe Yang) и Юань Юань (Yuan Yuan), также может определять тяжесть болезни Паркинсона и отслеживать прогрессирование болезни с течением времени.
Авторы нового исследования продемонстрировали, что диагностику болезни Паркинсона с помощью искусственного интеллекта можно проводить каждую ночь дома, пока человек спит. Для этого ученые создали устройство, похожее на домашний Wi-Fi-роутер, но вместо предоставления доступа к интернету устройство излучает радиосигналы, анализирует их отражение от окружающей среды и извлекает модели дыхания субъекта без каких-либо телесных контактов. Затем сигнал дыхания передается в нейронную сеть для анализа.
«Связь между болезнью Паркинсона и дыханием была отмечена еще в 1817 году в работе доктора Джеймса Паркинсона (James Parkinson). Это побудило нас изучить возможность обнаружения болезни по дыханию, не глядя на движения», — комментируют авторы исследования. «Некоторые медицинские исследования показали, что респираторные симптомы проявляются за годы до моторных симптомов, а это означает, что признаки дыхания могут быть многообещающими для оценки риска до постановки диагноза болезни Паркинсона».
Научная статья по теме: Является ли болезнь Паркинсона аутоиммунным заболеванием?
Болезнь Паркинсона у женщин — какие особенности
