Vědci rozluštili tajemství srdce a předpovídají srdeční onemocnění pomocí umělé inteligence

Nedávno dvě studie týkající se srdce využily algoritmů umělé inteligence k lepšímu pochopení funkce a dysfunkce srdce. Tým výzkumníků použil algoritmy umělé inteligence k získání přehledu o tom, jak tvar svalů srdce ovlivňuje jeho výkon. S pomocí algoritmů umělé inteligence výzkumný tým získal přehled o tom, jak komory srdce usnadňují tok krve a nalezl šest různých částí DNA, které hrají důležitou roli ve vývoji svalů srdce. Mezitím jiná studie zkoumala, zda selfie mohou být použity k diagnostice srdečních onemocnění.

Už od 15. a 16. století vědci studovali srdce a divili se, jak jeho struktura souvisí s jeho funkcí. Leonardo da Vinci se divil, jak svaly srdce pohybují krev po celém těle před více než 500 lety. Díky týmu výzkumníků z institucí, jako je MRC London Institute of Medical Sciences, Cold Spring Harbor Laboratory, EMBL’s European Bioinformatics Institute (EMBL-EBI), Heidelberg University a Politecnico di Milano, jsme mnohem blíže k pochopení role, kterou hraje trabekula ve vývoji a funkci srdce.

Trabekuly jsou svalová vlákna, která vytvářejí složitou síť geometrických vzorců na vnitřní povrchu srdce. Trabekuly se předpokládá, že poskytují kyslík srdci, zatímco se vyvíjí, protože srdce je prvním orgánem, který se vyvíjí a nemůže získat kyslík z plic. Avšak dlouho zůstávalo tajemstvím, jakou roli trabekuly hrají u dospělých. Da Vinci spekuloval, že trabekuly srdce slouží k ohřevu krve, zatímco prochází srdcem, ale díky výzkumu založenému na umělé inteligenci nyní máme představu o jejich skutečném účelu.

Výzkumný tým použil algoritmy umělé inteligence k analýze přibližně 25 000 MRI (magnetické rezonanční) snímků srdce. Tyto snímky byly zpracovány do modelu umělé inteligence spolu s genetickými daty a daty o morfologii srdce. Výzkumníci analyzovali výsledky modelu a zjistili, že trabekuly se zdají hrát roli v usnadňování toku krve komorami srdce. Geometrické vzorce na vnitřní straně srdce se nyní předpokládá, že pomáhají toku krve efektivněji, zatímco srdce bije.

Kromě zjištění, že trabekuly mohou usnadnit efektivní tok krve, výzkumníci také objevili šest částí DNA, které zdají se ovlivňovat vývoj trabekul. Dvě z těchto šesti částí DNA hrají také roli ve vývoji větvících se nervových cest v mozku. Je možné, že podobné mechanismy, které vedou ke vzniku trabekul, také vedou ke vzniku nervových buněk.

Tvar trabekul může mít dokonce vztah se srdečním onemocněním. Genetická data z více než 50 000 pacientů byla analyzována výzkumným týmem a bylo zjištěno, že různé vzorce trabekul mají určitou korelaci s rizikem vzniku srdečního onemocnění.

V jiné studii, jak uvádí Futurism, výzkumníci z Národního centra pro kardiovaskulární onemocnění v Pekingu, Čína, experimentovali s algoritmem umělé inteligence, který může předpovídat šanci na srdeční onemocnění na základě fyzických atributů, které lze zachytit na jednoduché fotografii osoby. Existují fyzické atributy, které mají korelaci se srdečním onemocněním, jako jsou žluté usazeniny poblíž očních víček, bílé kruhy na okrajích rohovky a šedivění nebo tenčení vlasů. Když byl algoritmus trénován na obrazech pacientů z čínských nemocnic, údajně překonal stávající metody hodnocení rizika srdečního onemocnění, protože dokázal detekovat přibližně 80 % případů srdečního onemocnění. Také zachytil přibližně 60 % všech negativních případů srdečního onemocnění.

Existuje vysoká míra falešně pozitivních výsledků spojená s algoritmem, kterou tým uvádí, že bude muset řešit, a to s poznámkou, že falešně pozitivní výsledky by mohly způsobit pacientům zbytečnou úzkost a přetížit zdravotní systém zbytečnými testy. Avšak pokud lze snížit falešně pozitivní míru algoritmu a zlepšit celkovou přesnost, mohl by být užitečným nástrojem pro oblasti světa, které se potýkají s nedostatečným financováním programů pro screenování srdečních onemocnění.