Dennis Wall, PhD, Mitgründer von Cognoa – Interviewreihe

Dennis Wall, PhD, ist Associate Professor für Pädiatrie und Psychiatrie an der Stanford University und Mitgründer von Cognoa. Cognoa ist darauf ausgerichtet, einen unübertroffenen Standard der Versorgung im Bereich der pädiatrischen Verhaltensgesundheit zu schaffen, der einen gerechten Zugang zu frühen Interventionen durch die Bereitstellung hochwertiger Produkte zur Verbesserung der Lebensergebnisse für alle Kinder und Familien gewährleistet.

Sie haben seit langem eine persönliche Beziehung zu jemandem, der Autismus hat. Können Sie diese Beziehung beschreiben und was Sie daraus gelernt haben?

Meine Schwägerin hat schweren Autismus. Ich kenne sie seit ich ein Teenager war. Ich ging auf die Boston College High School mit ihrem Cousin und meinem Freund, aber ich lebte in Cape Cod, was oft eine Fahrt von 2 Stunden pro Strecke war. Nach einer Weile bestand mein Freund darauf, dass ich während der Woche bei ihm zu Hause übernachte, und ich kam diesem Wunsch gerne nach. Ich wurde mit ihrer Familie bekannt. So kam ich mit Becky und den Höhen und Tiefen des Autismus in Berührung.

Ich absolvierte meine Ausbildung in Integrative Biologie an der UC Berkeley und Computational Genetics an der Stanford und zog dann mit meiner Frau Abby nach Boston und begann eine neue Fakultätsstelle an der Harvard. Ich hatte dann die Gelegenheit, mein Labor und meine akademische Forschung darauf zu konzentrieren, Autismus zu verstehen und Wege zu finden, meine Ausbildung zu nutzen, um Lösungen für Familien wie Beckys zu finden. Das führte mich auf eine Reihe von Wegen, am wichtigsten war ein frischer Blick auf die Realitäten und Herausforderungen des heutigen Systems für die Autismusdiagnose. Meine persönlichen Erfahrungen mit Autismus haben mich gelehrt, dass neue Innovationen und Veränderungen für viele Familien in der Art und Weise, wie wir Autismus diagnostizieren und behandeln, dringend benötigt werden.

Sie werden oft als der “Bösewicht” der Autismusforschung bezeichnet, fühlen Sie, dass dieser Ruf gerechtfertigt ist?

Ich denke, dass die Beschreibung nicht allgemein geteilt wird. Ich wurde kürzlich als Fellow in das American College of Medical Informatics aufgenommen und ich wurde als neunter unter den weltweit führenden Autismusforschern genannt. Ich habe in den letzten 16 Jahren daran gearbeitet, bessere Lösungen zur Diagnose und Behandlung von Autismus zu finden.

Die Tatsache, dass Eltern oft ein bis drei Jahre warten müssen, um eine Autismusdiagnose zu erhalten und mit der Behandlung ihrer Kinder zu beginnen, was dazu führt, dass viele den kritischen, frühen neurodevelopmentalen Zeitfenster verpassen (was die Wirksamkeit der Behandlung einschränkt), hat mich dazu veranlasst, KI und Machine Learning zu nutzen, um eine Lösung zu entwickeln, die die Ergebnisse und das aktuelle System verbessern würde. Die Wartezeiten werden aufgrund der zunehmenden Knappheit an Fachleuten für Verhaltensgesundheit immer schlimmer. COVID-19 verschärft die Zugangsprobleme zur Diagnose noch weiter. Es ist klar, dass wir innovieren und neue Lösungen annehmen müssen, die Kindern und ihren Familien helfen, Zugang zu Diagnose und Versorgung zu erhalten, schneller und effizienter. Cognoa tut dies, und mein Engagement für die Förderung von Innovationen und die Schaffung von Lösungen, die alle Familien gerecht und zum richtigen Zeitpunkt erreichen, ist meine Hauptbesorgnis. Innovation und Zusammenarbeit in der Gesundheitsgemeinschaft sind dringend erforderlich – und es ist möglich.

Sie besuchen oft Charles Darwins grundlegende Buch “Über die Entstehung der Arten”. Was ist es an diesem grundlegenden Buch, das Sie so sehr anspricht?

Ich liebe die Artenvielfalt. Ich liebe es, die Welt zu verstehen. Ich liebe es, dass Darwin das System mit einer ketzerischen Theorie über die Art und Weise, wie Arten entstehen und weiterentwickeln, herausforderte. Sein Buch beschreibt auch einen Algorithmus zur Kategorisierung von Organismen durch physische, verhaltensmäßige und morphologische Merkmale, der ein strenges Feld mathematischer Grundlagen zur quantitativen Definition von Lebensformen initiierte. Die Felder der Systematik, Phylogenetik und Populationsgenetik, die auf den ersten Blick weit von der Medizin entfernt scheinen, sind es tatsächlich nicht. Wie bei der Komplexität von Arten haben Zustände wie Autismus viele Formen, die eine sorgfältige Beschreibung durch mathematische Grundlagen wie Machine Learning erfordern. Dies macht den Prozess objektivierter, datengetriebener und bringt uns zurück zu Mengen und Zahlen, die wir auf sehr praktische Weise nutzen können.

Sie sind der Gründer hinter Cognoa, können Sie die Entstehungsgeschichte hinter diesem Unternehmen teilen?

Aufgrund meiner persönlichen Erfahrungen mit Autismus und meiner professionellen Forschung gründete ich Cognoa mit dem Ziel, das aktuelle System der Versorgung für Kinder und Familien mit Autismus zu verbessern, um ihre Lebensqualität zu verbessern. Während meiner Ausbildung und durch die Begleitung von Ärzten sah ich die enormen Herausforderungen, mit denen Familien konfrontiert sind, wenn sie das aktuelle System navigieren, und insbesondere, wie der Diagnoseprozess nicht mit den Bedürfnissen der Familien übereinstimmt. Viele Familien stehen vor einer langen und mühsamen Reise, um eine Diagnose zu erhalten. Als Ergebnis verpassen Kinder ein kritischen neurodevelopmentalen Zeitfenster, wenn frühe Interventionen das größte Potenzial haben, die Lebensergebnisse für Kinder und Familien mit Autismus zu verbessern.

Ich begann meine Fakultätsstelle an der Harvard mit dem ausdrücklichen Fokus auf die molekulare Grundlage des Autismus. Wir wussten (und wissen), dass Autismus genetisch und vererbt ist. Doch die verantwortlichen Gene waren nicht klar. Ich arbeitete mit dem Boston Children’s Hospital (damals das Children’s Hospital of Boston) zusammen, und nach vielen umfassenden Analysen begann ich, mich zu fragen, wie die Kennzeichnung – die Bestätigung der Klasse oder Diagnose für das Kind – durchgeführt wurde.

Also begleitete ich Kliniker und klinische Techniker, die Autismus-Bewertungen durchführten, einschließlich Beobachtungen hinter einem Einwegspiegel, während die klinischen Praktiker Interviews mit Eltern und Kindern mit Standard-Verfahren wie dem Autismus-Diagnose-Interview-Revised (ADI-R) und ADOS (Autismus-Diagnose-Beobachtungsskala) durchführten. Ich erkannte, dass der Diagnoseprozess, obwohl gut konzipiert, sehr lang und sehr schwierig zu wiederholen ist und dass Subjektivität unvermeidlich in die Gleichung eintritt. All diese Elemente veranlassten mich, nach schnelleren Wegen zur Durchführung diagnostischer Bewertungen zu suchen, da die Qualität des Lebens und die klinischen Ergebnisse der Versorgung von der Genauigkeit und der Zeit bis zur Diagnose abhängen.

Ich konzentrierte mich auf das Phänotyp und darauf, wie man digitale quantitative Werkzeuge zur Phänotypisierung von Kindern mit hoher Genauigkeit, Interrater-Reliabilität und größerer Effizienz aufbauen kann. Ich fragte mich, ob wir die Komplexität der Autismusdiagnose ohne erheblichen Verlust an Genauigkeit reduzieren können. Die Antwort ist definitiv ja.

Mit diesem Wissen konnte ich beginnen, Gelder für ein neues Unternehmen aufzubringen, das sich auf die Verbesserung der Reise zur Diagnose konzentrieren würde. Derzeit verweisen Pädiater die meisten Kinder mit vermuteter Entwicklungsverzögerung an Fachleute, um eine Diagnose zu stellen und eine Behandlung zu verschreiben. Viele Kinder und Familien warten Monate oder sogar Jahre, bevor ihr Kind eine erste Autismusdiagnose erhält und mit lebensverändernder Therapie beginnen kann. Cognoa ist darauf ausgerichtet, diese Realität grundlegend zu verändern, indem Pädiater in die Lage versetzt werden, eine Diagnose in der primären Versorgung zu stellen, und Fachleute unterstützt werden, indem sie sich auf Kinder mit komplexeren Präsentationen konzentrieren können, anstatt lange Wartezeiten für Kinder zu haben, die weniger komplex zu diagnostizieren sind, und so das gesamte System zu straffen.

Cognoa setzt stark auf Machine Learning, was hat Sie ursprünglich zu dieser Technologie hingezogen?

Machine Learning (ML) ist hervorragend darin, Muster in Daten zu finden. Viele Daten sind komplex und mehrdimensional – einschließlich Beobachtungsdaten, die während einer Bewertung gemacht werden. Für die Diagnose von Verhaltensgesundheitszuständen wie Autismus gibt es soziale Messungen, sensorische Messungen, Zeitabhängigkeit und Unabhängigkeit sowie Variationen in Emotionen, Bewegungen, Gesten, Reaktionen und mehr. All diese Komponenten müssen in eine Entscheidung einbezogen werden, und ML kann Klinikern helfen, herauszufinden, welche bestimmten Merkmale mit anderen korrelieren und welche nicht. Es kann helfen, die relevantesten Merkmale zu identifizieren, die letztendlich eine Entscheidung treffen.

Wir können ML verwenden, um durch den Lärm zu kommen und die wichtigsten Merkmale zu finden und ein mathematisches Modell zu erstellen, um ein digitales Phänotyp für ein Kind zu generieren. Aber das ist wirklich nur der Anfang. Was als Nächstes geschehen muss, ist, herauszufinden, wie man diese Merkmale auf eine Weise bewertet, die genau, skalierbar und wiederholbar ist.

Cognoa ist in erster Linie ein Unternehmen, das sich der Verbesserung der Gesundheitsergebnisse, insbesondere im Bereich der kindlichen Entwicklungsgesundheit, widmet. Wir sind kein Unternehmen, das sich auf eine bestimmte Technik verpflichtet hat. Machine Learning kann uns helfen, Entscheidungen schneller zu treffen, kann helfen, Fehler im Prozess zu eliminieren und kann kritisch dazu beitragen, den Zugang zu unterschiedlichen sozioökonomischen Populationen, zu gleichen Mengen an Jungen und Mädchen und zu allen Kulturen und Rassen dramatisch zu erhöhen. Aber damit dies gelingt, muss das Lernen der Maschine mit dem richtigen Fahrzeug für den Datenfluss gekoppelt werden. Cognoa ist also auch darauf ausgerichtet, sicherzustellen, dass die ML – die sich als hoch klinisch genau erwiesen hat – über allgegenwärtige Technologien (wie das Smartphone) zugänglich ist, um den Prozess schnell, effizient und so zugänglich wie möglich zu machen. Darüber hinaus ist es offensichtlich – für alle – dass die Rolle der Technologie bei der Bekämpfung von Gesundheitsungleichheiten und Ineffizienzen durch COVID-19 nur noch verstärkt wurde.

Können Sie diskutieren, wie Cognoa die neuesten KI- und Machine-Learning-Technologien nutzt, um ein neues Paradigma der Versorgung für Autismus einzuführen?

Indem Cognoa die Autismusdiagnose in das digitale Zeitalter bringt, bahnt Cognoa einen neuen Ansatz für die Autismusdiagnose an, um die Gesundheitsergebnisse, die Lebensqualität für Familien und damit die Verbesserung des heutigen komplexen Systems zu verbessern. Wie bereits diskutiert, verweisen Pädiater die meisten Kinder mit vermuteter Entwicklungsverzögerung an Fachleute, um eine Diagnose zu stellen und eine Behandlung zu verschreiben. Viele Familien stehen vor einer langen Diagnose, oft warten sie Monate oder sogar Jahre, bevor ihre Kinder die Diagnose erhalten, die erforderlich ist, um lebensverändernde Therapie zu beginnen.

Cognoas Ansatz führt ein neues Paradigma der Versorgung für Autismus ein, indem Pädiater in die Lage versetzt werden, eine genaue Diagnose in der primären Versorgung zu stellen. Dies kommt Fachleuten und Kindern zugute, da es Fachleuten ermöglicht, sich auf Kinder mit komplexeren Präsentationen zu konzentrieren, anstatt lange Wartezeiten für Kinder zu haben, die weniger komplex zu diagnostizieren sind, und so das gesamte System zu straffen. Das Ziel ist es, mehr Kindern zu ermöglichen, frühe Interventionen zu beginnen, während des frühen, kritischen neurodevelopmentalen Zeitfensters, wenn Interventionen das größte Potenzial haben, die Lebensergebnisse für Kinder und Familien mit Autismus zu verbessern.

Wie ich bereits erwähnt habe, wurde Cognoas KI bewusst so entwickelt, dass sie Geschlecht, Rasse, Ethnie und sozioökonomischen Ursprung umfasst, um die inhärenten menschlichen Vorurteile zu beseitigen, die die Autismusdiagnose historisch belastet haben. Indem Cognoa dies tut, demokratisiert Cognoa die Autismusdiagnose für alle Kinder, um gleiche Versorgung für alle Kinder zu schaffen.

Wir gehen das Problem des Zugangs zur Versorgung auf zwei verschiedene Weise an. Im Allgemeinen sind Pädiater für Kinder und Familien viel zugänglicher als Autismus-Spezialisten, von denen es ein erheblicher Mangel gibt. Indem Pädiater in die Lage versetzt werden, Diagnosen zu stellen (in Übereinstimmung mit den Richtlinien der American Academy of Pediatrics für Pädiater, um mit der Diagnose von Autismus in einer primären Versorgungseinrichtung zu beginnen), gewinnen Kinder und Familien einen besseren Zugang zur Versorgung. Zweitens ermöglicht die digitale Natur unseres Geräts es Pädiatern, Eingaben über Telemedizin genau zu erfassen. Dies macht die Autismusdiagnose auch bei geografischen oder anderen logistischen Herausforderungen, wie z.B. inmitten einer Pandemie, möglich.

Können Sie einige der Bemühungen von Cognoa diskutieren, Machine Learning zu nutzen, um die Autismusdiagnose objektivierter und effizienter zu machen?

Forschung hat kontinuierlich gezeigt, dass Geschlechts-, Rassen-, ethnische und sozioökonomische Ungleichheiten in der Autismusdiagnose weit verbreitet sind. Mädchen werden beispielsweise im Durchschnitt 1,5 Jahre später als Jungen mit Autismus diagnostiziert. Darüber hinaus werden 1 von 4 Kindern unter 8 Jahren, die an Autismus leiden, von denen die meisten schwarz oder hispanisch sind, gar nicht diagnostiziert. Dies liegt an einem historischen Mangel an Verständnis dafür, wie Autismus bei Mädchen und Minderheiten auftritt, sowie an Barrieren, die den Zugang zu Versorgung für diese Kinder behindern.

Während es oft Bedenken gibt, dass KI solche Vorurteile aufrechterhält, indem sie von voreingenommenen Daten gefüttert wird, haben wir bei Cognoa unsere KI-Algorithmen bewusst so entwickelt, dass sie Geschlecht, Rasse, Ethnie und sozioökonomischen Ursprung umfassen, um diese langjährigen Ungleichheiten anzugehen. Dies hat die Verwendung historischer Patientendaten von Tausenden von Kindern aus unterschiedlichen Hintergründen beinhaltet. Diese Daten umfassen eine Vielzahl von Zuständen, Präsentationen und Komorbiditäten und repräsentieren beide Geschlechter im unterstützten Altersbereich.

Mit dieser umfassenden Datenmenge bewertet Cognoas KI Tausende von menschlichen Merkmalen und Merkmalen, um die subtilen Verbindungen zu ermöglichen, die die aktuellen und zukünftigen Verhaltensgesundheitszustände (Zustände) mit einer Genauigkeit und Geschwindigkeit informieren, die Kliniker einfach nicht erreichen können, während sie inhärente menschliche Vorurteile beseitigen.

Können Sie beschreiben, was Cognoas ASD-Therapeutikum ist und wie es die soziale-emotionale Reziprozität verbessern wird?

Cognoas Autismus-Therapeutikum ist derzeit in der klinischen Entwicklung, daher kann ich nicht genau beschreiben, wie es funktionieren wird. Ich kann jedoch teilen, dass Cognoa therapeutische Lösungen entwickelt, die auf die Kerndefizite des Autismus wie soziale-emotionale Erkennung und Bindung abzielen. Cognoas digitale therapeutische Lösung für Autismus hat auch den Status einer Durchbruchsbehandlung von der FDA erhalten.

Ich bin sehr aufgeregt über die Verwendung digitaler Verhaltensgesundheitslösungen, um die Autismusbehandlung und -therapie und das Leben von Kindern und Familien mit Autismus dramatisch zu verbessern.

Bevor ich Superpower Glass an Cognoa lizenzierte, habe ich in meinem Labor an der Stanford University die Lösung vom Konzept zur einem sorgfältig getesteten Computer-Vision-Tool entwickelt. Das System zeigt einen sehr signifikanten Behandlungseffekt im Vergleich zu Kontrollen nach nur sechs Wochen der Verwendung. Die Ergebnisse wurden im JAMA Pediatrics veröffentlicht.

Wir haben auch ein neues Werkzeug (guesswhat.stanford.edu) erfunden, das, ähnlich wie Superpower Glass, die Realität des Kindes erweitert, um prosociales Verhalten mit seinem Spielpartner zu fördern. Wir planen, es in einer randomisierten kontrollierten Studie zu testen und es letztendlich der allgemeinen Bevölkerung von Kindern mit Autismus zugänglich zu machen.

Gibt es noch etwas, das Sie über Cognoa teilen möchten?

Im September 2020 kündigte Cognoa an, dass das Unternehmen seine Autismusdiagnose bei der FDA zur Zulassung einreichen wird, nachdem eine erfolgreiche entscheidende Studie durchgeführt wurde, in der das Gerät alle FDA-Benchmarks übertroffen hat. Dies stellt einen aufregenden Meilenstein in Cognoas Mission dar, das Leben von Kindern und Familien mit Autismus zu verbessern. Wir bereiten derzeit die Studienergebnisse für die Veröffentlichung in einer peer-reviewed-Zeitschrift vor und freuen uns darauf, weitere Fortschritte in der Zukunft zu teilen.

Vielen Dank für das großartige Interview, Leser, die mehr erfahren möchten, sollten Cognoa besuchen.