نموذج الذكاء الاصطناعي يكتشف مرض باركنسون من أنماط التنفس

فريق من الباحثين في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا طور نموذجًا للذكاء الاصطناعي يمكنه اكتشاف مرض باركنسون من خلال قراءة أنماط التنفس للشخص.

يمكن للشبكة العصبية تقييم أنماط التنفس الليلية أو أنماط التنفس أثناء النوم لتحديد ما إذا كان الشخص مصابًا بمرض باركنسون أم لا. تم تدريبها بواسطة طالب الدكتوراه يوزي يانغ والباحث المنشور يوان تيوان، ويمكنها تحديد شدة مرض باركنسون لدى شخص ما وتحديد تقدم المرض بمرور الوقت.

يانغ هو المؤلف الأول للورقة البحثية الجديدة، التي نُشرت في Nature Medicine.

تمت إضافة الفريق بأكمله من قبل دينا كاتابي، أستاذ ثوان ونيكول فام في قسم الهندسة الكهربائية والعلوم الحاسوبية (EECS)، والباحث الرئيسي في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا جيميل كLINIC.

كاتابي، التي هي المؤلف الرئيسي، هي أيضًا عضو في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا للحوسبة والذكاء الاصطناعي ومدير مركز الشبكات اللاسلكية والحوسبة المتنقلة.

لقد كان الباحثون يبحثون باستمرار عن إمكانية اكتشاف مرض باركنسون باستخدام السائل النخاعي والتصوير العصبي، ولكن هذه الطرق غازية وتكلفي. كما أنها تتطلب الوصول إلى مراكز طبية متخصصة.

تقييم الذكاء الاصطناعي كل ليلة

أراد فريق الباحثين التغلب على هذه التحديات وأثبت أن تقييم الذكاء الاصطناعي لمرض باركنسون يمكن إجراؤه كل ليلة في المنزل. يمكن للشخص حتى النوم دون لمس جسده.

تم تطوير جهاز يبدو مثل جهاز توجيه شبكة واي فاي المنزلية، ويبث إشارات الراديو، ويتحليل انعكاساتها على البيئة المحيطة، ويزيل أنماط التنفس للشخص بدون أي اتصال جسدي. يتم تغذية إشارة التنفس إلى الشبكة العصبية لتقييم مرض باركنسون، مع عدم بذل أي جهد من المريض والقائم على الرعاية.

“تم ملاحظة علاقة بين مرض باركنسون والتنفس في وقت مبكر في عام 1817، في عمل الدكتور جيمس باركنسون. هذا هو ما мотивنا للاعتقاد في إمكانية اكتشاف المرض من التنفس دون النظر إلى الحركات”، يقول كاتابي. “أظهرت بعض الدراسات الطبية أن الأعراض التنفسية تظهر قبل سنوات من الأعراض الحركية، مما يعني أن سمات التنفس قد تكون واعدة للتقييم المخاطر قبل تشخيص مرض باركنسون”.

وفقًا لكاتابي، فإن الدراسة لها آثار مهمة على تطوير الأدوية والرعاية السريرية.

“فيما يتعلق بتطوير الأدوية، يمكن أن تمكن النتائج تجارب سريرية مع مدة أقصر وبمشاركة أقل، مما يسرع في النهاية تطوير علاجات جديدة. فيما يتعلق بالرعاية السريرية، يمكن أن تساعد هذه الطريقة في تقييم مرضى باركنسون في المجتمعات التقليدية التي لا يتم خدمتها، بما في ذلك أولئك الذين يعيشون في المناطق الريفية وأولئك الذين يعانون من صعوبات في مغادرة المنزل بسبب القدرة المحدودة على الحركة أو الإصابة بالخرف”، تقول.

راي دورسي هو أستاذ طب الأعصاب في جامعة روتشستر وشارك في كتابة الورقة. وهو خبير في مرض باركنسون ويقول إن الدراسة هي واحدة من أكبر دراسات النوم التي أجريت على مرض باركنسون.

“لم نحقق أي اختراقات علاجية هذا القرن، مما يشير إلى أن نهجنا الحالي لتقييم العلاجات الجديدة غير مثالي”، يقول دورسي. “لدينا معلومات محدودة جدًا حول مظاهر المرض في بيئته الطبيعية و[جهاز كاتابي] يسمح لنا بالحصول على تقييمات موضوعية وعالمية لمدى تقدم الناس في المنزل. التشبيه الذي أحبه أن أ.draw [للتقييمات الحالية لمرض باركنسون] هو مصباح الشارع في الليل، وما نراه من مصباح الشارع هو جزء صغير فقط … [جهاز كاتابي] يساعدنا على إضاءة الظلام”.