Dennis Wall, PhD, Cognoan perustaja – Haastattelu

Dennis Wall, PhD, on lasten- ja psykiatrian apulaisprofessori Stanfordin yliopistossa ja Cognoan perustaja. Cognoa on omistautunut luomaan poikkeuksellisen huipputason lasten ja perheiden autismiin liittyvään terveydenhuoltoon, joka takaa tasapuolisen pääsyn varhaiseen puuttumiseen toimittamalla korkealaatuisia tuotteita, jotka parantavat elinikäisiä tuloksia kaikille lapsille ja perheille.

Olet pitkään ollut läheinen jonkun, jolla on autismi. Voitko kuvailla tämän suhteen ja mitä olet oppinut siitä?

Minun kälyni on vakava autismi. Olen tuntenut hänet jo teini-ikäisenä. Menin Boston College High Schooliin hänen serkkunsa ja ystävänikin, mutta asuin Cape Codissa, jonne oli usein 2 tunnin matka. Kun menin asumaan heidän luo, tutustuin heidän perheeseensä. Näin tapasin Beckyn ja opin autismista sen kaikissa vaiheissa.

Lopetin koulun ja suoritin integraattisen biologian koulutuksen UC Berkeleyssä ja laskennallisen genetiikan koulutuksen Stanfordin yliopistossa. Sitten muutin takaisin Bostoniin vaimoni Abbyn kanssa ja aloitin uuden viran Harvardin yliopistossa. Sitten minulla oli mahdollisuus omistaa laboratorioni ja akateemisen tutkimukseni ymmärtämään autismia ja löytämään ratkaisuja perheille, kuten Beckyn perheelle. Se vei minut monille teille, joista tärkein oli uusi katsaus nykyisen autismidiagnoosijärjestelmän todellisuuteen ja haasteisiin. Henkilökohtinen kokemukseni autismista opetti minulle, että uudet innovaatiot ja muutokset ovat tarpeen monille perheille, joilla on autismi.

Olet usein kuvattu “autismitutkimuksen pahapoikana”. Koetko, että tämä maine on ansaittu?

En usko, että kuvaus on yleisesti jaettu mielipide. Olin äskettäin valittu American College of Medical Informaticsin jäseneksi ja valittu yhdeksi maailman johtavista autismintutkijoista. Olen viimeiset 16 vuotta työskennellyt parempien ratkaisujen löytämiseksi autismindiaagnoosiin ja -hoitoon.

Se, että vanhempien on usein odotettava 1-3 vuotta, ennen kuin he saavat autismidiagnoosin ja aloittavat lapsensa hoidon, johtaa usein siihen, että lapset eivät saa hoitoa ajoissa, mikä rajoittaa hoidon tehokkuutta. Tämä sai minut kehittämään ratkaisun, joka käyttää tekoälyä ja koneoppimista parantamaan tuloksia ja nykyistä järjestelmää. Odottamisaika on pidentynyt johtuen kasvavasta puutteesta käyttäytymisen terveydenhuollon asiantuntijoista. COVID-19 on lisännyt pääsyhaasteita diagnoosiin. On selvää, että meidän on innovoidaan ja omaksuttava uusia ratkaisuja, jotka voivat auttaa lapsia ja perheitä pääsemään diagnoosiin ja hoitoon nopeammin ja tehokkaammin. Cognoa tekee juuri tätä, ja minun sitoutumiseni on ajaa innovaatioita ja luoda ratkaisuja, jotka ovat kaikkien perheiden saatavilla oikeaan aikaan. Innovointi ja yhteistyö terveydenhuollon yhteisössä on välttämätöntä – ja se on mahdollista.

Mikä Charles Darwinin kirjassa “Lajien synty” on sinulle niin tärkeää?

Rakastan biodiversiteettiä. Rakastan ymmärtää maailmaa. Rakastan, että Darwin haastoi järjestelmän kapinalliseksi teoriaksi lajien syntymästä. Hänen kirjansa esittää myös algoritmin eliöiden luokitteluun fyysisin, käyttäytymiseen ja morfologisiin ominaisuuksiin perustuen, mikä käynnisti tarkan matemaattisen perustan elämän muotojen määrittelyyn. Systematiikka, fylogeneettinen ja populaatiogenetiikka, vaikka ne näyttävät olevan kaukana lääketieteen alalta, eivät olekaan. Kuten lajien monimuotoisuus, autismi on monimuotoinen ja vaatii tarkkaa kuvausta matemaattisilla perusteilla, kuten koneoppimisella. Tämä tekee prosessin objektiivisemmaksi, dataohjatuksi ja palauttaa meidät määrällisiin ja numeerisiin arvoihin, joita voidaan käyttää käytännöllisesti.

Voitko kertoa Cognoan tarinan?

Henkilökohtaisten kokemuksieni ja ammatillisen tutkimukseni ansiosta perustin Cognoan parantamaan nykyistä hoitojärjestelmää lapsille ja perheille, joilla on autismi. Koulutukseni aikana ja lääkäreiden seuraamisen kautta olen nähnyt ensimmäisen käden kokemuksena valtavat haasteet, joita perheet kohtaavat nykyisessä järjestelmässä, erityisesti diagnoosiprosessissa, joka on väärässä suhteessa perheiden tarpeisiin. Liian monilla perheillä on pitkä ja vaativa matka diagnoosiin. Tämä johti minun laboratorioni ja akateemisen tutkimukseni omistamiseen ymmärtämään autismia ja löytämään ratkaisuja perheille, kuten Beckyn perheelle.

Aloitin virkani Harvardissa erityisesti autismintutkimuksen molekyyliperustaan. Tiemme tiedettiin (ja tiedetään), että autismi on geneettinen ja periytyvä. Mutta vastuussa olevat geenit eivät olleet selvät. Yhteistyössä Bostonin lastensairaalan (silloisen Children’s Hospital of Bostonin) kanssa aloin pohtia, miten diagnoosin vahvistus – lapsen luokan tai diagnoosin vahvistus – tehtiin.

Niinpä seurasin kliinikoita ja kliinisiä tekniikoita, jotka suorittivat autismiarvioita, mukaan lukien havainnontakaiset lasit/mirrors, kun kliiniset harjoittajat suorittivat haastatteluita vanhempien ja lasten kanssa käyttäen hoitostandardin arviointia, Autism Diagnostic Interview-Revised (ADI-R) ja ADOS (Autism Diagnostic Observation Schedule). Opetin, että diagnoosiprosessi, vaikka hyvin suunniteltu, on erittäin pitkä ja vaikea toistaa, ja subjektiivisuus tulee väistämättä mukaan. Kaikki nämä tekijät motivoida minua etsimään nopeampia tapoja suorittaa diagnostisia arvioita, koska elämänlaatu ja hoitotulokset riippuvat tarkkuudesta ja diagnoosiajasta.

Minun ponnisteluni keskittyi fenotyyppiin ja siihen, miten voisin rakentaa digitaalisia määrällisiä työkaluja lasten fenotyyppiin korkealla tarkkuudella, väestönsuhteellisuudella ja suuremmalla tehokkuudella. Olin keskittynyt siihen, voitaisiinko autismindiagnoosin monimutkaisuutta vähentää ilman merkittävää tarkkuuden menetystä. Vastaus on ehdottomasti kyllä.

Tällä tavoin pystyin aloittamaan matkan rahoituksen nostamiseksi uudelle yritykselle, joka alkaisi keskittyä diagnoosimatkan parantamiseen. Tällä hetkellä pediatricians lähettävät useimmat lapset, joilla on epäilty kehitysviive, erikoislääkäreille diagnoosin ja hoidon määritykseen. Tämä johtaa usein siihen, että lapset ja perheet odottavat kuukausia tai jopa vuosia, ennen kuin heidän lapsensa saa alkuvaiheen autismindiagnoosin ja voi aloittaa elämänmuuttavan hoidon. Cognoa on asemassa muuttaa tämän todellisuuden perustaa, antamalla pediatricians mahdollisuuden tehdä diagnoosi ensisijaisessa hoitoympäristössä ja tukemalla erikoislääkäreitä sallimalla heidän keskittyä lapsiin, joilla on monimutkaisemmat esitykset – suoristamalla koko järjestelmää.

Cognoa on erittäin riippuvainen koneoppimisesta, mitä sinä ensin veti tähän teknologiaan?

Koneoppiminen (ML) on erinomainen löytämään kuvioita datasta. Paljon dataa on monimutkaista ja moniulotteista – mukaan lukien havaintodata, jota tehdään lapsista arvioiden aikana. Autismindiaagnoosille käyttäytymisen terveydenhuollon olosuhteissa on sosiaalisia mittauksia, aistimittauksia, aikariippuvuutta ja riippumattomuutta, sekä muutoksia tunteissa, liikkeissä, eleissä, vastauksissa ja niin edelleen. Kaikki nämä komponentit on otettava huomioon päätöksenteossa, ja ML voi auttaa kliinikoita ymmärtämään, mitkä ominaisuudet ovat tärkeitä ja mitkä eivät.

Voimme käyttää ML:ää leikkaamaan läpi metelin ja löytämään olennaiset ominaisuudet, joista voidaan luoda matemaattinen malli digitaalisen fenotyyppiin lapselle. Mutta tämä on vain alku. Se, mitä on tapahduttava seuraavaksi, on määritellä, miten nämä ominaisuudet on pisteytetty tarkasti, skaalautuvasti ja toistettavasti.

Cognoa on ennen kaikkea terveydenhuollon tuloksia parantava yritys, erityisesti lasten kehitysterveydenhuollon. Emme ole sitoutuneita tiettyyn tekniikkaan. Koneoppiminen voi auttaa meitä tekemään päätöksiä nopeammin, voi auttaa poistamaan virheitä prosessissa ja kriittisesti auttaa dramaattisesti lisäämään saavutettavuutta monimuotoisiin sosioekonomisiin väestöihin, yhtä paljon poikia ja tyttöjä ja kaikkiin kulttuureihin ja rotuihin. Mutta jotta tämä onnistuisi, koneen oppiminen on yhdistettävä oikeaan data-virtaamiseen. Cognoa on myös sitoutunut varmistamaan, että ML – joka on osoittanut olevan erittäin kliinisesti tarkin – on saatavilla yleisesti saatavilla teknologioita (kuten älypuhelinta) nopeuden, tehokkuuden ja saatavuuden vuoksi. Lisäksi on selvää, että teknologian rooli terveydenhuollon epätasapuolisuuden ja tehokkuuden parantamisessa on korostunut COVID-19:n myötä.

Voitko keskustella siitä, miten Cognoa hyödyntää viimeisintä tekoäly- ja koneoppimisteknologiaa esittelemään uuden hoitoparadigman autismille?

Autismindiagnoosin siirtämisellä digitaaliseen aikaan Cognoa on uranuurtaja uudessa lähestymistavassa autismindiagnoosiin parantamaan terveydenhuollon tuloksia, elämänlaatua perheille ja siten parantamaan nykyistä monimutkaista järjestelmää. Kuten mainittu, pediatricians lähettävät useimmat lapset, joilla on epäilty kehitysviive, erikoislääkäreille diagnoosin ja hoidon määritykseen. Monet perheet kohtaavat pitkän diagnoosiprosessin, usein odottaen kuukausia tai jopa vuosia, ennen kuin heidän lapsensa saa diagnoosin, joka vaaditaan elämänmuuttavan hoidon aloittamiseen.

Cognoan lähestymistapa esittelee uuden hoitoparadigman autismille antamalla pediatricians mahdollisuuden tehdä tarkin diagnoosi ensisijaisessa hoitoympäristössä. Tämä edistää erikoislääkäreitä ja lapsia, koska se sallii erikoislääkäreiden keskittyä lapsiin, joilla on monimutkaisemmat esitykset, eikä odota pitkiä jonotuslistoja lapsille, joilla on vähemmän monimutkaiset diagnoosit, parantamalla ja suoristamalla koko järjestelmää. Tavoitteena on mahdollistaa useammalle lapselle aloittaa autismiin liittyvä varhainen puuttuminen aikaisessa, kriittisessä neurokehityksen ikkunassa, jolloin puuttumiset voivat parantaa elinikäisiä tuloksia lapsille ja perheille, joilla on autismi.

Kuten mainittu, Cognoan tekoäly on myös tietoisesti rakennettu ottamaan huomioon sukupuoli, rotu, etnisyys ja sosioekonomiset alkuperät poistamaan sisäänrakennetut ihmiset, jotka ovat historiallisesti vaivanneet autismindiagnoosia. Tämän kautta Cognoa demokratisoi autismindiagnoosin kaikille lapsille, auttaen luomaan tasa-arvoa kaikille lapsille.

Me olemme ratkaisemassa pääsyongelmaa kahdella eri tavalla. Yleisesti ottaen pediatricians on helpommin saatavilla lapsille ja perheille kuin autismiasiantuntijat, joista on merkittävä puute. Antamalla ja kannustamalla pediatricians tekemään diagnooseja (linjassa American Academy of Pediatricsin suositusten mukaan pediatricians aloittavat autismindiagnoosin ensisijaisessa hoitoympäristössä), lapset ja perheet saavat paremmin pääsyn hoitoon. Toiseksi, digitaalinen luonne meidän laitteistoomme tarkoittaa, että pediatricians voivat käyttää sitä tallentamaan syötteitä etäyhteyden kautta. Tämä tekee autismindiagnoosin mahdolliseksi jopa maantieteellisillä tai muiden logististen haasteiden kanssa, kuten pandemian aikana.

Voitko keskustella Cognoan pyrkimyksistä käyttää koneoppimista tehdäkseen autismindiagnoosin objektiivisemmaksi ja tehokkaammaksi?

Tutkimus on jatkuvasti osoittanut, että sukupuoli, rotu, etnisyys ja sosioekonomiset epätasapuolisuudet ovat laajasti yleisiä autismindiagnoosissa. Tytöt, esimerkiksi, saavat autismindiagnoosin keskimäärin 1,5 vuotta myöhemmin kuin pojat. Lisäksi 1 neljästä alle 8-vuotiaasta lapsesta, joilla on autismi, joista suurin osa on mustia tai hispaanoja, ei ole diagnoosin saanut. Tämä johtuu historiallisesta puutteesta ymmärtämästä, miten autismi ilmenee tytöillä ja vähemmistöryhmillä, sekä esteistä, jotka vaikuttavat lasten pääsyyn hoitoon.

Vaikka on olemassa huolta siitä, että tekoäly voi ylläpitää näitä epätasapuolisuutta johtuen taustatiedon sisäänrakennetuista ennakkoluuloista, Cognoassa olemme tietoisesti rakentaneet tekoälyalgoritmejamme ottamaan huomioon sukupuoli, rotu, etnisyys ja sosioekonomiset alkuperät poistamaan nämä pitkään jatkuneet epätasapuolisuudet. Tämä on vaatinut historiallisen potilastiedon käyttöä, joka kattaa tuhansia lapsia eri taustoista. Tiedot sisältävät monia olosuhteita, esityksiä ja comorbiditeetteja ja edustavat molempia sukupuolia tuettavassa ikäryhmässä.

Käyttämällä tätä laajaa tietojoukkoa Cognoan tekoäly arvioi tuhansia ihmisen piirteitä ja ominaisuuksia, mikä mahdollistaa hienovaraiset yhteydet, jotka kertovat nykyisistä ja tulevista käyttäytymisen terveydenhuollon (olosuhteista) tarkkuudella ja nopeudella, jota kliinikot eivät voi vastata, poistamalla sisäänrakennetut ihmiset.

Voitko kuvailla, mitä Cognoan ASD-terapia on ja miten se auttaa parantamaan sosiaalista ja emotionaalisia suhteita?

Cognoan autismiterapia on kliinisessä kehityksessä, joten en voi paljastaa tarkalleen, miten se toimii. Voinkin kuitenkin kertoa, että Cognoa kehittää terapiaa, joka kohdistuu autismiin liittyviin ydinvirheisiin, kuten sosiaaliseen ja emotionaaliseen tunnistamiseen ja sitoutumiseen. Cognoan digitaalinen terapia autismille on saanut läpimurron statuksen FDA: lta.

Olen erittäin innoissani digitaalisten käyttäytymisen terveydenhuollon ratkaisujen käytöstä parantamaan autismihoidon ja terapian laatua sekä lasten ja perheiden elämänlaatua, joilla on autismi.

Ennen kuin Cognoa lisensi Superpower Glassin, laboratoriossani Stanfordin yliopistossa kehitimme ratkaisun, joka siirtyi todistusvoimaisesta konseptista tarkasti testattuun tietokoneen näköön perustuvaan työkaluun. Järjestelmä osoittaa erittäin merkittävän hoidon vaikutuksen verrattuna kontrolliryhmiin vain kuuden viikon käytön jälkeen. Tulokset julkaistiin JAMA Pediatrics -lehdessä viime vuonna.

Olemme myös kehittäneet uuden työkalun (guesswhat.stanford.edu), joka, samoin kuin Superpower Glass, luo lapsen todellisuuden kannustamaan prososiaalista käyttäytymistä leikkikaverin kanssa. Aiomme testata sen satunnaistetussa vertailukokeessa ja lopulta tuoda sen yleisön saataville lapsille, joilla on autismi.

Onko mitään muuta, mitä haluaisit jakaa Cognoasta?

Syyskuussa 2020 Cognoa ilmoitti, että yhtiö hakee FDA: n hyväksyntää autismidiagnoosilleen seurauksena onnistuneesta ratkaisevasta tutkimuksesta, jossa laite ylitti kaikki FDA: n mittarit. Tämä edustaa innostavaa merkkipaaluja Cognoan pyrkimyksissä parantaa lasten ja perheiden elämää, joilla on autismi. Olemme myös valmistamassa tutkimustuloksia julkaisemista tieteellisessä aikakauslehdessä ja odotamme jakavamme lisää edistymistä tulevaisuudessa.

Kiitos haastattelusta, lukijat, jotka haluavat oppia lisää, voivat vierailla Cognoan sivustolla.