Техніка ШІ вимірює преміє розвиток мозку
Фінські дослідники розробили нову програму, засновану на машинному навчанні, яка може самостійно аналізувати сигнали ЕЕГ (електроенцефалограми) недоношеної дитини для оцінки функціональної зрілості мозку.
Ця методика є першою у світі системою оцінки зрілості мозку на основі ЕЕГ і є більш точною, ніж інші методи, що використовуються в даний час для вимірювання розвитку мозку немовлят.
"Цей метод дає нам вперше можливість простежити найважливіший розвиток недоношеної дитини, функціональне дозрівання мозку як під час, так і після інтенсивної терапії", - говорить професор Сампса Ванхатало з Університету Гельсінкі, який керував дослідженням. .
Приблизно кожне десяте новонароджених народжується недоношеними, і приблизно половина всіх немовлят, які перебувають у реанімації новонароджених, перебувають там через передчасні пологи. Пізня вагітність - це час дуже швидкого розвитку мозку для плода, і електрична активність мозку змінюється майже щотижня. Для правильного розвитку мозок повинен нормально функціонувати.
Передчасні пологи можуть істотно перешкоджати розвитку мозку. Вчені вже в 1980-х роках виявили, що ранні проблеми зі здоров’ям недоношених дітей часто були пов’язані з уповільненням розвитку мозку протягом перших місяців.
Для того, щоб забезпечити найкращий можливий догляд та розробити нові форми лікування, важливо знати, як розвиваються функції мозку немовлят, але об'єктивних і точних методів оцінки зрілості мозку на ранніх стадіях не існує.
Одним із способів оцінити зрілість мозку є розміщення датчиків ЕЕГ на шкірі голови. Це абсолютно неінвазивний, недорогий та безризиковий метод, який був дуже популярний протягом останніх кількох років при моніторингу мозкової діяльності в відділеннях інтенсивної терапії новонароджених. Але лише ЕЕГ створює деякі проблеми.
«Практична проблема моніторингу ЕЕГ полягає в тому, що аналіз даних ЕЕГ відбувався повільно і вимагав спеціального досвіду від лікаря, який його проводить. Цю проблему можна вирішити надійно та глобально, використовуючи автоматичний аналіз як частину ЕЕГ-пристрою », - говорить Ванхатало.
Нове програмне забезпечення для аналізу ЕЕГ спочатку було розроблено Натаном Стівенсоном, австралійським інженером, який працював у дослідницькій групі професора Ванхатало як член Марії Кюрі, що фінансується ЄС. У дослідженні використовувався великий та добре контрольований набір даних вимірювань ЕЕГ недоношених дітей.
Програмне забезпечення для аналізу базується на машинному навчанні. Велика кількість даних ЕЕГ про недоношених дітей потрапляла в комп’ютер, і програмне забезпечення обчислювало сотні обчислювальних характеристик з кожного вимірювання без втручання лікаря. Потім, використовуючи алгоритм, ці ознаки поєднували, щоб отримати надійну оцінку зрілого віку ЕЕГ немовляти.
Нарешті, вік дозрівання ЕЕГ, який оцінюється програмним забезпеченням, порівнювали з справжнім віком немовляти. Більше ніж у 80 відсотках випадків справжній вік немовляти та комп’ютерна оцінка падали протягом двох тижнів одне одного.
Оцінка дозрівання була настільки надійною і точною, що у кожного з 39 недоношених немовлят у дослідженні функціональний розвиток мозку можна було простежити, коли вимірювання повторювали кожні кілька тижнів.
Дослідження опубліковано в журналі Наукові звіти.
Джерело: Гельсінський університет
