د. دенніس وال، رئیس بخش کودکان و روانپزشکی در دانشگاه استنفورد و共同 بنیانگذار Cognoa – مصاحبه

د. دенніس وال، رئیس بخش کودکان و روانپزشکی در دانشگاه استنفورد و共同 بنیانگذار Cognoa است. Cognoa به ایجاد یک استاندارد بی نظیر در مراقبت های بهداشتی رفتاری کودکان اختصاص داده شده است که تضمین می کند دسترسی عادلانه به مداخلات زودهنگام با ارائه محصولات با کیفیت بالا برای بهبود نتایج طول عمر برای همه کودکان و خانواده ها.

شما مدت طولانی با شخصی که دارای اوتیسم است، رابطه شخصی داشته اید. می توانید این رابطه را توصیف کنید و آنچه از آن آموخته اید را بیان کنید؟

خواهر شوهرم دارای اوتیسم شدید است. من او را از زمانی که نوجوان بودم می شناسم. من در دبیرستان بوستون کالج با پسر عموی او و دوستم، اما من در کیپ کاد زندگی می کردم، که اغلب یک سفر 2 ساعته بود. پس از مدتی، دوستم اصرار کرد که من شروع به ماندن در خانه او در طول هفته کنم و من خوشبختانه موافقت کردم. من با خانواده او نزدیک شدم. این بود که من با بکی و اوج و فرودهای اوتیسم آشنا شدم.

من به آموزش در زیست شناسی یکپارچه در دانشگاه کالیفرنیا، برکلی و ژنتیک محاسباتی در استنفورد ادامه دادم و سپس به بوستون با همسرم، ابی، برگشتم و یک سمت新的 علمی در هاروارد شروع کردم. سپس فرصت داشتم که آزمایشگاه و تحقیقات علمی خود را به درک اوتیسم و یافتن راه هایی برای به کارگیری آموزش خود برای یافتن راه حل هایی برای خانواده هایی مانند خانواده بکی اختصاص دهم. این من را به مسیرهای مختلفی سوق داد، مهم ترین آنها یک نگاه تازه به واقعیت ها و چالش های سیستم فعلی تشخیص اوتیسم بود. تجربه شخصی من با اوتیسم به من آموخت که نوآوری ها و تغییرات زیادی برای بسیاری از خانواده ها در نحوه تشخیص و درمان اوتیسم مورد نیاز است.

شما اغلب به عنوان “پسر بد” تحقیقات اوتیسم توصیف شده اید، آیا احساس می کنید که این شهرت شایسته است؟

من فکر نمی کنم که این توصیف یک نظر جهانی باشد. من最近 به عنوان یک همکار در انجمن کالج پزشکی اطلاعات آمریکا معرفی شدم و من در رتبه نهم در بین برترین محققان اوتیسم در جهان قرار گرفتم. من 16 سال گذشته را به یافتن راه حل های بهتری برای تشخیص و درمان اوتیسم اختصاص داده ام.

این واقعیت که والدین اغلب باید یک تا三年 منتظر بمانند تا تشخیص اوتیسم دریافت کنند و درمان برای فرزندان خود آغاز کنند،导致 این که بسیاری از کودکان در یک پنجره زمانی بحرانی برای رشد عصبی از دست می دهند (و در نتیجه اثربخشی درمان را محدود می کند)، مرا وادار کرد تا از هوش مصنوعی و یادگیری ماشینی برای توسعه یک راه حل که نتایج را بهبود بخشد و سیستم فعلی را ارتقا دهد، استفاده کنم. زمان انتظار به دلیل کمبود متخصصان بهداشت رفتاری در حال بدتر شدن است. کووید-19 چالش های دسترسی به تشخیص را بیشتر کرده است. rõ است که ما باید نوآوری کنیم و راه حل های جدیدی را که می توانند به کودکان و خانواده ها در دسترسی به تشخیص و مراقبت، سریع تر و کارآمدتر کمک کند، پذیرفته و توسعه دهیم. Cognoa این کار را انجام می دهد و تعهد من به راندن نوآوری و ایجاد راه حل هایی که به همه خانواده ها در یک زمان مناسب و به صورت عادلانه می رسد، اولویت اصلی من است. نوآوری و همکاری در جامعه بهداشتی ضروری است – و این ممکن است.

شما اغلب به کتاب چارلز داروین “منشأ گونه ها” رجوع می کنید. چیست که این کتاب را به قدری برای شما مهم می کند؟

من تنوع زیستی را دوست دارم. من می خواهم جهان را بفهمم. من دوست دارم که داروین سیستم را با یک نظریه کفرآمیز در مورد cách گونه ها ایجاد می شوند، به چالش کشید. کتاب او همچنین یک الگوریتم برای طبقه بندی جانداران از طریق ویژگی های فیزیکی، رفتاری و ریخت شناسی ارائه می دهد که یک زمینه ریاضی قوی برای تعریف کمی اشکال زندگی را آغاز می کند. زمینه های سیستماتیک، فیلوژنتیک و ژنتیک جمعیت، اگرچه به ظاهر دور از زمینه پزشکی هستند، اما در واقع نیستند. مانند پیچیدگی گونه ها، شرایطی مانند اوتیسم اشکال مختلفی دارند که نیاز به توصیف دقیق از طریق مبانی ریاضی مانند یادگیری ماشینی دارند. این proceso را بیشتر عینی، داده محور و همچنین به مقادیر و اعداد که می توان از آنها در راه های بسیار عملی استفاده کرد، تبدیل می کند.

شما بنیانگذار Cognoa هستید، می توانید داستان پیدایش این شرکت را با ما به اشتراک بگذارید؟

به دلیل تجربیات شخصی من با اوتیسم و تحقیقات علمی من، من Cognoa را با هدف بهبود سیستم فعلی مراقبت از کودکان و خانواده هایی که با اوتیسم زندگی می کنند، به منظور بهبود زندگی آنها، تأسیس کردم. در طول آموزش و با سایه کردن پزشکان، من به طور مستقیم چالش های زیادی را که خانواده ها در ناوبری سیستم فعلی و به ویژه در فرآیند تشخیص با آنها مواجه هستند، دیدم. بسياري از خانواده ها با یک سفر طولانی و طاقت فرسا برای دریافت تشخیص روبرو هستند. در نتیجه، کودکان یک پنجره زمانی بحرانی برای رشد عصبی را از دست می دهند که مداخلات زودهنگام بیشترین پتانسیل را برای بهبود نتایج طول عمر برای کودکان و خانواده هایی که با اوتیسم زندگی می کنند، دارد.

من پست علمی خود را در هاروارد با تمرکز بر اساس مولکولی اوتیسم آغاز کردم. ما می دانستیم (و می دانیم) که اوتیسم ژنتیکی و ارثی است. با این حال، ژن های مسئول rõ نیست. من با بیمارستان کودکان بوستون (در آن زمان بیمارستان کودکان بوستون) همکاری کردم و پس از تجزیه و تحلیل های جامع، من شروع به思考 کردم که چگونه برچسب زدن – تایید طبقه بندی یا تشخیص برای کودک – انجام می شود.

بنابراین من پزشکان و تکنسین های بالینی را که ارزیابی های اوتیسم را انجام می دادند، از جمله مشاهدات پشت شیشه یک طرفه / آینه، به عنوان پزشکان عملگر که مصاحبه هایی با والدین و کودکان با استفاده از ارزیابی های استاندارد مراقبت، مصاحبه تشخیصی اوتیسم-修正 شده (ADI-R) و برنامه ریزی مشاهده اوتیسم (ADOS) انجام می دادند، سایه کردم. من فهمیدم که فرآیند تشخیص، اگرچه خوب طراحی شده است، بسیار طولانی و بسیار difícil برای تکرار است و که موضوعیت به طور اجتناب ناپذیری در معادله نفوذ می کند. همه این عناصر مرا وادار کرد تا به دنبال راه های سریع تری برای ارزیابی های تشخیصی باشم، زیرا کیفیت زندگی و نتایج بالینی سیستم مراقبت به دقت و زمان تشخیص بستگی دارد.

من تلاش خود را بر روی فنوتیپ متمرکز کردم و بر این که چگونه ابزارهای کمی دیجیتال را برای فنوتیپ کودکان با دقت، قابلیت اطمینان بین ارزیاب ها و کارایی بیشتر بسازم. من می خواستم ببینم که آیا می توانم پیچیدگی تشخیص اوتیسم را بدون از دست دادن دقت قابل توجهی کاهش دهم. پاسخ قطعاً بله است.

با این کار، من能够 شروع به سفر برای جمع آوری بودجه برای یک شرکت جدید کهまず بر بهبود مسیر تشخیص متمرکز می شد، کردم. در حال حاضر، پزشکان کودکان بیشتر کودکان با تأخیر توسعه مشکوک را به специалист ها برای تشخیص و تجویز درمان ارجاع می دهند. این اغلب导致 این که کودکان و خانواده ها ماه ها یا حتی سال ها قبل از اینکه کودک آنها تشخیص اولیه اوتیسم دریافت کند و بتواند درمان زندگی تغییردهنده را شروع کند، منتظر بمانند. Cognoa در حال تغییر این واقعیت است و پزشکان کودکان را قادر می سازد تا در محیط مراقبت اولیه تشخیص را انجام دهند و специалист ها را با اجازه دادن به آنها برای تمرکز بر کودکان با ارائه های پیچیده تر، unterstüt می کند – کل سیستم را بهینه می کند.

Cognoa به شدت به یادگیری ماشینی وابسته است، چه چیزی شما را最初 به این فناوری جذب کرد؟

یادگیری ماشینی (ML) در یافتن الگوهای داده بسیار خوب است. داده های زیادی پیچیده و چند بعدی هستند – از جمله داده های مشاهده ای که بر روی کودکان در طول ارزیابی انجام می شود. برای تشخیص شرایط بهداشت رفتاری مانند اوتیسم، اندازه گیری های اجتماعی، اندازه گیری های حسی، وابستگی و استقلال زمانی،以及 تغییرات در احساسات، حرکات، жест ها، پاسخ ها و موارد دیگر وجود دارد. همه این اجزاء باید در یک تصمیم фактор شوند و ML می تواند به پزشکان کمک کند تا بفهمند کدام ویژگی ها با یکدیگر و کدام یک ارتباط ندارند. می تواند به شناسایی ویژگی های مهم که در نهایت یک تصمیم را هدایت می کنند، کمک کند.

ما می توانیم از ML برای برش از طریق سر و صدا و یافتن ویژگی های برجسته و تولید یک فنوتیپ دیجیتال برای یک کودک استفاده کنیم. اما این فقط یک شروع است. آنچه که بعد از آن باید اتفاق بیفتد، تعیین این است که چگونه این ویژگی ها را به گونه ای دقیق، مقیاس پذیر و تکرارپذیر امتیازدهی کنیم.

Cognoa در درجه اول یک شرکت اختصاص داده شده به بهبود نتایج بهداشتی، به ویژه در زمینه سلامت رشد کودکان است. ما به یک تکنیک خاص اختصاص داده نشده ایم. یادگیری ماشینی می تواند به ما کمک کند تا تصمیمات را سریع تر بگیریم، می تواند به حذف خطاهای فرآیند کمک کند و به طور بحرانی به افزایش دسترسی به جمعیت های متنوع اقتصادی و اجتماعی، به تعداد برابر پسران و دختران و به همه فرهنگ ها و نژادها کمک کند. اما برای اینکه این کار موفق شود، یادگیری ماشین باید با وسیله مناسب برای جریان داده ها همراه شود. بنابراین Cognoa همچنین به اطمینان از این که ML – که به طور بالینی بسیار دقیق نشان داده شده است – از طریق فناوری های همه گیر (مانند گوشی هوشمند) در دسترس باشد، تا فرآیند را سریع، کارآمد و در دسترس ترین ممکن کند. علاوه بر این، rõ است که نقش فناوری در حل نابرابری ها و ناکارآمدی های بهداشتی تنها با کووید-19 افزایش یافته است.

می توانید در مورد تلاش های Cognoa برای استفاده از یادگیری ماشینی برای membuat تشخیص اوتیسم بیشتر عینی و کارآمد صحبت کنید؟

تحقیقات نشان داده است که نابرابری های جنسی، نژادی، قومی و اقتصادی در تشخیص اوتیسم به طور گسترده وجود دارد. دختران، به عنوان مثال، به طور متوسط 1.5 سال دیرتر از پسران تشخیص داده می شوند. علاوه بر این، 1 از 4 کودک زیر 8 سال که با اوتیسم زندگی می کنند، که اکثر آنها سیاه پوست یا هیسپانیک هستند، به طور کامل تشخیص داده نمی شوند. این به دلیل کمبود درک از چگونگی بروز اوتیسم در دختران و جمعیت های اقلیت و همچنین موانعی که به این کودکان در دسترسی به مراقبت ها препشانی می کند.

در حالی که اغلب نگرانی وجود دارد که AI این نابرابری ها را به دلیل سوگیری در داده های زیرین که به آن تغذیه می شود، تداوم می بخشد، در Cognoa ما الگوریتم های AI خود را به گونه ای ساخته ایم که جنسیت، نژاد، قومیت و منشأ اقتصادی و اجتماعی را در بر می گیرد تا این نابرابری های دیرینه را حل کنیم. این شامل استفاده از داده های تاریخی بیمارانی است که به هزاران کودک در زمینه های مختلف تعلق دارد. این داده ها شامل انواع شرایط، ارائه ها و کمبودهای همراه و نمایندگی هر دو جنسیت در محدوده سنی مورد حمایت است.

با استفاده از این مجموعه داده های گسترده، AI Cognoa هزاران ویژگی و特征 انسانی را ارزیابی می کند و به این ترتیب می تواند ارتباطات ظریف را که تشخیص حالات رفتاری فعلی و آینده (شرایط) را اطلاع می دهد، با دقت و سرعت که پزشکان نمی توانند با آن مطابقت کنند، در حالی که سوگیری های انسانی ذاتی را حذف می کند.

می توانید در مورد ASD درمانی Cognoa و چگونگی کمک به بهبود بازگشت اجتماعی-عاطفی صحبت کنید؟

درمانی اوتیسم Cognoa در حال توسعه است، بنابراین نمی توانم دقیقاً بگویم که چگونه کار خواهد کرد. اما می توانم بگویم که Cognoa در حال توسعه راه حل های درمانی است که به هدف نقص های اصلی اوتیسم مانند شناخت و مشارکت اجتماعی-عاطفی هستند. راه حل درمانی دیجیتال Cognoa برای اوتیسم نیز وضعیتdesignation Breakthrough را از FDA دریافت کرده است.

من非常 در مورد استفاده از راه حل های بهداشتی رفتاری دیجیتال برای بهبود درمان و терапی اوتیسم و زندگی کودکان و خانواده هایی که با اوتیسم زندگی می کنند، هیجان زده ام.

قبل از مجوز Superpower Glass به Cognoa، در آزمایشگاهم در استنفورد، من این راه حل را از مفهوم به یک ابزار کامپیوتری تست شده به طور严格 تبدیل کردم. سیستم یک اثر درمان بسیار قابل توجه در مقایسه با کنترل ها پس از فقط شش هفته استفاده نشان می دهد. نتایج در JAMA Pediatrics منتشر شد.

ما همچنین یک ابزار جدید (guesswhat.stanford.edu) اختراع کرده ایم که، مانند Superpower Glass، واقعیت کودک را برای تشویق رفتار اجتماعی با شریک بازی او افزایش می دهد. ما قصد داریم آن را در یک کارآزمایی کنترل شده تصادفی تست کنیم و در نهایت به جمعیت عمومی کودکان مبتلا به اوتیسم برسانیم.

آیا چیزی دیگری وجود دارد که می خواهید در مورد Cognoa به اشتراک بگذارید؟

در سپتامبر 2020، Cognoa اعلام کرد که شرکت درخواست تشخیص اوتیسم دیجیتال خود را به FDA برای تاییدیه ارسال خواهد کرد، پس از یک مطالعه تعیین کننده موفق که در آن دستگاه تمام معیارهای FDA را برآورده کرد. این یک سنگ بنای-exciting در ماموریت Cognoa برای بهبود زندگی کودکان و خانواده هایی که با اوتیسم زندگی می کنند، است. ما همچنین در حال آماده سازی نتایج مطالعه برای انتشار در یک مجله peer-reviewed هستیم و به اشتراک گذاری پیشرفت بیشتر در آینده را انتظار می کشیم.

با تشکر از این مصاحبه عالی، خوانندگان که می خواهند بیشتر بیاموزند باید به Cognoa مراجعه کنند.