Використання ШІ для кращого діагностування розладів та цільового лікування наркотиками

Нові дослідження показують, що машинне навчання може поліпшити діагностику складних розладів психічного здоров'я та допомогти у виборі фармакологічної терапії.

Експерти вітають нову знахідку, оскільки розлади настрою, такі як великий депресивний розлад (МРР) та біполярний розлад, часто є складними та важкими для діагностики. Більше того, ця діагностична проблема найчастіше є найбільшою серед молоді, коли хвороба тільки розвивається. Невизначеність діагнозу може ускладнити рішення щодо прийому ліків.

У спільному дослідженні канадського Інституту досліджень охорони здоров’я Лоусона, The Mind Research Network у Нью-Мексико та Центру Brainnetome Китайської академії наук дослідники розробили алгоритм штучного інтелекту (ШІ), який аналізує сканування мозку для кращої класифікації захворювань у пацієнтів із складний розлад настрою та допомагають передбачити їх реакцію на ліки.

Дослідження включало 78 нових дорослих пацієнтів за програмами охорони психічного здоров'я в Лондонському центрі наук про здоров'я (LHSC), головним чином за програмою настрою та тривоги First Episode (FEMAP).

У першій частині дослідження брали участь 66 пацієнтів, які вже закінчили лікування з метою встановлення чіткого діагнозу - МРЗ або біполярний тип I (біполярний I). Біполярний I - це форма біполярного розладу, що має повний маніакальний епізод.

Також дослідники стежили за додатковими 33 учасниками дослідження, які не мали психічних захворювань в анамнезі. Кожна особа брала участь у скануванні для вивчення різних мозкових мереж, використовуючи можливості функціональної магнітно-резонансної томографії Лоусона в лабораторії св. Джозефа в Лондоні.

Дослідницька група проаналізувала та порівняла сканування з МРЗ, біполярним І і відсутністю психічних захворювань в анамнезі, і виявила, що ці три групи різняться в певних мозкових мережах.

Були відзначені відмінності в області мозку, яка називається мережею режиму за замовчуванням - сукупність регіонів, які вважаються важливими для саморефлексії, а також у таламусі, «шлюзі», який з’єднує безліч кіркових областей і допомагає контролювати збудження та настороженість.

Дані були використані дослідниками для розробки алгоритму ШІ, який використовує машинне навчання для вивчення фМРТ, щоб класифікувати, чи є у пацієнта МДД або біполярний I. При тестуванні на учасників дослідження з відомим діагнозом алгоритм правильно класифікував їхню хворобу з 92,4 на цент точності.

Потім дослідницька група провела візуалізацію з 12 додатковими учасниками зі складними розладами настрою, для яких діагноз не був чітким. Вони використовували алгоритм для вивчення функції мозку учасника для прогнозування його діагнозу та, що ще важливіше, вивчали реакцію учасника на ліки.

"Антидепресанти - це золотий стандарт фармацевтичної терапії МРЗ, тоді як стабілізатори настрою - золотий стандарт для біполярного I", - сказала д-р Елізабет Осуч, клініцист-науковець з Лоусона, медичний директор FEMAP та співголова дослідників дослідження.

«Але стає важко передбачити, які ліки будуть працювати у пацієнтів із складними розладами настрою, коли діагноз незрозумілий. Чи будуть вони краще реагувати на антидепресант чи на стабілізатор настрою? "

Дослідницька група висунула гіпотезу, що учасники, класифіковані за алгоритмом як такі, що мають МРЗ, реагуватимуть на антидепресанти, тоді як ті, хто класифікується як біполярний І, реагуватимуть на стабілізатори настрою. Під час тестування із складними пацієнтами 11 з 12 відповіли на ліки, передбачені алгоритмом.

"Це дослідження робить важливий крок у напрямку пошуку біомаркера на відповідь на ліки у дорослих, що виникають із складними розладами настрою", - сказав Осуч. "Це також передбачає, що одного разу ми можемо мати об'єктивний показник психічних захворювань за допомогою візуалізації мозку, який зробить діагностику швидшою, ефективнішою та більш послідовною у всіх медичних працівників".

В даний час психіатри ставлять діагноз, виходячи з історії хвороби та поведінки пацієнта. Рішення щодо ліків ґрунтуються на цьому діагнозі. "Це може бути важко при складних розладах настрою та на ранніх стадіях захворювання, коли симптоми можуть бути менш чітко визначеними", - сказала Осуч.

«Пацієнти можуть також мати більше одного діагнозу, наприклад, поєднання розладу настрою та розладу наркотиків, що ще більше ускладнює діагностику. Наявність біологічного тесту або процедури для визначення того, на який клас ліків реагуватиме пацієнт, суттєво просунула б сферу психіатрії ".

Джерело: Дослідницький інститут охорони здоров’я Лоусона