Будущее медицины уже здесь: искусственный интеллект научился предсказывать риск заболеваний

Искусственный интеллект и простые биомедицинские методы всё активнее меняют подходы к диагностике сложных заболеваний. Новые исследования свидетельствуют, что данные, собранные за одну ночь сна, а также несколько капель крови из укола пальца могут в будущем помочь предсказывать десятки серьёзных проблем со здоровьем – от сердечно-сосудистых болезней до деменции.

• С этим дети смогут просить совета у погибших родителей-героев: интервью с украинцем, который обошёл Маска

Искусственный интеллект способен использовать записи мозговой активности, полученные за одну ночь в лаборатории сна, чтобы оценить риск развития у человека более 100 заболеваний. Речь идёт о модели под названием SleepFM, которая была обучена на более чем 585 тысячах часов данных полисомнографии, собранных у 65 тысяч участников.

Полисомнография считается золотым стандартом исследования сна. Во время такого обследования специальные датчики фиксируют активность мозга, работу сердца, дыхательные сигналы, движения тела, движения глаз и другие физиологические показатели.

Сначала модель протестировали на стандартных задачах анализа сна, в частности, на классификации стадий сна и определении тяжести апноэ. По словам учёных, SleepFM работал так же хорошо или даже лучше, чем самые современные модели, которые используются сегодня.

После этого исследователи сопоставили данные полисомнографии 35 тысяч взрослых и детей, которые проходили лечение в Стэнфордском центре медицины сна в период с 1999 по 2024 год, с долгосрочными показателями их здоровья, используя электронные медицинские записи. Из более чем тысячи проанализированных категорий заболеваний модель смогла с достаточной точностью предсказать 130. Среди них – смертность от всех причин, деменция, сердечный приступ, сердечная недостаточность, хроническая болезнь почек, инсульт и фибрилляция предсердий. Для отдельных видов рака, осложнений беременности, заболеваний кровообращения и психических расстройств точность прогнозов превышала 80%.

В то же время исследователи признают, что пока не понимают, какие именно сигналы являются ключевыми для прогнозов SleepFM. В настоящее время команда работает над объяснением механизмов работы модели и над возможным повышением точности прогнозов, в частности, путём добавления данных с носимых устройств.

Параллельно другое исследование показало, что простой укол пальца в будущем может помочь в выявлении болезни Альцгеймера. Речь идёт об использовании высушенных образцов крови, которые потенциально способны заменить сложные и инвазивные методы диагностики.

Новые тесты, измеряющие биомаркеры в крови, связанные с болезнью Альцгеймера, в частности белок p-tau217, уже кардинально меняют подходы к изучению этого заболевания. Ранее для диагностики требовались инвазивные сканирования мозга или болезненные анализы спинномозговой жидкости. Вместе с тем даже современные анализы крови имеют практические ограничения, связанные с хранением образцов и необходимостью обученного персонала.

В рамках исследования учёные собрали несколько капель крови из укола пальца у 337 добровольцев и дали им высохнуть на специальных карточках. Анализ показал, что уровни p-tau217 в высушенных образцах тесно совпадали с результатами стандартных анализов крови. Высокие показатели этого биомаркера также коррелировали с наличием соответствующих маркеров в спинномозговой жидкости с точностью 86%.

Исследователи отмечают, что искусственный интеллект теперь анализирует изображения языка, фиксируя даже незначительные изменения, которые сложно заметить во время обычного осмотра. Алгоритмы обучают распознавать сочетания цвета, налёта и формы, которые могут сигнализировать о метаболических нарушениях или злокачественных процессах на ранних стадиях.

Ещё новости по теме, которые могут заинтересовать:

• Lego с эффектами: новые кубики реагируют на движение, светятся и воспроизводят звуки
• Один пароль привёл к утечке данных 50 компаний
• Война за память: топ-менеджеры Apple поселились рядом с заводами Samsung в Корее
• Двойной удар по раку: магнитные наночастицы одновременно уничтожают опухоли и восстанавливают кости