Може ли компютър да разпознае мигрена, без изобщо да „знае“ за главоболието? Ново норвежко проучване, публикувано в списание Neurology, показва точно това. Модел с изкуствен интелект идентифицира хората с мигрена сред над 43 000 участници въз основа на данни за здравето, начина им на живот и гените им, без да получава нито един симптом на самия пристъп. Още по-интригуващо: когато учените оставят алгоритъма да търси естествени групи в данните, той разделя пациентите на четири различни подтипа мигрена.
Резултатите повдигат стар въпрос, дали мигрената е едно заболяване или спектър от биологично различни състояния и подсказват защо едно и също лечение помага на едни хора, а на други не.
Защо мигрената все още се диагностицира „на дума“?
За едно от най-разпространените неврологични заболявания в света диагнозата мигрена и днес се поставя по старомоден начин: лекарят разпитва пациента как усеща главоболието си. Няма кръвен тест, образно изследване или друг утвърден биомаркер, който да потвърди заболяването със сигурност. Клиницистите разчитат на познатата комбинация от симптоми, силна, често пулсираща болка, гадене, непоносимост към светлина и звук.
Този подход има своята цена. „Има много несъответствия в диагностицирането на мигрената. Изглежда, че изкуственият интелект може да ни помогне да поставим правилната диагноза“, посочва д-р Анкер Стубберуд, лекар и изследовател на главоболието в Норвежкия университет за наука и технологии (NTNU), който е сред авторите на проучването.
Как изкуственият интелект разпознава мигрена без симптоми на главоболие?
Изследователите използват данни от Trøndelag Health Study (HUNT), мащабно норвежко популационно проучване, чиято клинична информация е събирана през 90-те години на миналия век и през първото десетилетие на новия. В диагностичния анализ влизат 43 197 души, от които близо 9000 са класифицирани като страдащи от мигрена.
На модела за машинно обучение учените подават десетки показатели за здравето и живота на участниците, демографски характеристики, психично здраве, сърдечно-съдови и мускулно-скелетни заболявания, сън, физическа активност, прием на лекарства и други фактори, а отделно и генетична информация. Ключовото решение е, че алгоритъмът нарочно не получава нищо за характера на самото главоболие.
Въпреки това най-добрият модел постига площ под кривата (AUC) от 0,80 в независимата тестова извадка. Този показател измерва колко добре моделът разграничава две групи, в случая хора с мигрена и хора без главоболие, като 0,5 означава случайно налучкване, а 1,0 – безпогрешно разпознаване. Стойност от 0,80 се смята за сравнително силна дискриминация.
Любопитно е, че добавянето на генетичните данни подобрява резултата само незначително спрямо клиничната информация сама по себе си.
„Фактът, че изкуственият интелект успя да идентифицира мигрената толкова точно, без да знае нищо за самото главоболие, подсказва, че заболяването оставя следи, които се простират далеч отвъд пристъпите“, коментира д-р Стубберуд.
Анализът на факторите, които най-силно движат прогнозите на модела, показва, че възрастта е най-важният предиктор, следвана от болка във врата, менструацията и гаденето.
Кои са четирите вида мигрена според алгоритъма?
Във втория етап на проучването учените задават на машината различна задача: не да разграничи мигрена от друго главоболие, а да потърси естествено обособени групи в данните. Сред 12 185 души с достатъчно пълна информация за главоболието алгоритъмът открива клъстер от 1425 участници, при които 94% отговарят на критериите за мигрена. Много по-голяма група обединява хора, чието главоболие по-често е класифицирано като немигренозно.
Мигреноподобната група на свой ред се разделя на четири подгрупи:
- Само мъже, клъстер, съставен изцяло от мъже.
- Мигрена с изразена болка във врата, групата, при която вратната болка е водещата отличителна черта.
- Мигрена с мускулно-скелетна болка, тревожност и депресия, съчетание на хронична болка в опорно-двигателния апарат с психични симптоми.
- „Класическа“ мигрена с аура, най-близка до това, което лекарите традиционно разпознават като мигрена. Мигренозната аура е съвкупност от временни неврологични симптоми преди или по време на пристъп: проблясъци, зигзагообразни линии, „слепи петна“ или трептящи участъци в зрителното поле, но също изтръпване, скованост и затруднен говор.
Четирите групи се различават и по генетичните си сигнали. Според изследователите генетичните рискови оценки, изградени чрез машинно обучение, разграничават подгрупите по-добре от конвенционалните полигенни рискови скорове. „Това засилва хипотезата, че мигрената не е едно заболяване, а по-скоро разнородна група от различни биологични състояния“, обобщава д-р Стубберуд.
Какво означава това за лечението на мигрената?
Ако различните форми на мигрена имат различни биологични „подписи“, един ден лекарите може да предвиждат кой пациент на коя терапия ще се повлияе, „така че хората да получават възможно най-доброто лечение“, казва Стубберуд. Днес изборът често става по метода на пробата и грешката, а находките може да обяснят една стара фрустрация на пациенти и лекари, защо лечение на мигрена, което работи отлично при един човек, почти не помага на друг.
Важно е обаче да се разбере какво проучването не доказва. Моделът засега е изследователски инструмент, а не готов диагностичен тест; данните са събирани преди две-три десетилетия, а клъстерите описват статистически модели, не окончателни медицински категории. Изкуственият интелект не заменя прегледа при невролог, но може да му даде по-обективна опора.
Повтарящо се силно главоболие с гадене или чувствителност към светлина не бива да се отписва като „обикновено“. Дневникът на пристъпите и описанието на съпътстващи оплаквания, болка във врата, проблеми със съня, тревожност, са именно данните, които помагат на невролога и които, както показва проучването, носят повече информация за мигрената, отколкото сме предполагали.
Изкуственият интелект разпознава мигрена с висока точност дори без данни за главоболието и очертава четири биологично различни подтипа. Това подкрепя идеята, че мигрената е спектър от състояния, а не една болест. Диагнозата и лечението остават работа на невролога, но точното описание на всички съпътстващи симптоми може да ускори пътя към правилната терапия.
Съдържанието е информативно и не представлява консултация, препоръка или съвет. При въпроси относно вашето здраве, медицинско състояние или лечение, задължително се консултирайте с медицински специалист.
------------------------------------------
Източници
- Идентифициране и стратифициране на мигрена с машинно обучение в популационно проучване. Neurology
- Изкуственият интелект започва да вижда мигрената като нещо повече от главоболие. Euronews Health
- Изкуственият интелект може да помогне за по-точна диагноза на мигрената – прессъобщение на NTNU чрез EurekAlert!
