Dennis Wall, PhD, Co-Fondatore di Cognoa – Serie di Interviste

Dennis Wall, PhD, è un professore associato di Pediatria e Psichiatria all’Università di Stanford e co-fondatore di Cognoa. Cognoa è dedicata a creare uno standard di cura senza precedenti per la salute comportamentale pediatrica, garantendo l’accesso equo all’intervento precoce fornendo prodotti di alta qualità per migliorare i risultati di vita per tutti i bambini e le famiglie.

Ha avuto a lungo una relazione personale con qualcuno che ha l’autismo. Può descrivere questa relazione e cosa ha imparato da essa?

Mia suocera ha un autismo grave. In realtà, la conosco fin da quando ero un teenager. Ho frequentato la Boston College High School con il cugino e l’amico, ma vivevo a Cape Cod, che spesso era un viaggio di 2 ore ogni volta. Dopo un po’, il mio amico insistette che iniziassi a stare a casa sua durante la settimana e io acconsentii volentieri. Mi sono avvicinato alla loro famiglia. È così che ho conosciuto Becky e i momenti alti e bassi dell’autismo.

Ho poi completato la formazione in Biologia Integrativa all’UC Berkeley e Genetica Computazionale a Stanford e poi sono tornato a Boston con mia moglie, Abby, e ho iniziato un nuovo incarico di facoltà a Harvard. Poi ho avuto l’opportunità di dedicare il mio laboratorio e la mia ricerca accademica a comprendere l’autismo e a trovare modi per mettere la mia formazione al lavoro per trovare soluzioni per famiglie come quella di Becky. Ciò mi ha portato su diverse strade, la più importante delle quali è stata una nuova analisi delle realtà e delle sfide del sistema attuale per la diagnosi dell’autismo. La mia esperienza personale con l’autismo mi ha insegnato che sono necessarie nuove innovazioni e cambiamenti per molte famiglie nel modo in cui diagnosticano e trattano l’autismo.

È stato spesso descritto come il “cattivo ragazzo” della ricerca sull’autismo, pensa che questa reputazione sia meritata?

Non credo che la descrizione sia un’opinione universalmente condivisa. Sono stato recentemente nominato fellow dell’American College of Medical Informatics e sono stato nominato nono tra i migliori ricercatori sull’autismo del mondo. Ho trascorso gli ultimi 16 anni lavorando per trovare migliori soluzioni per diagnosticare e trattare l’autismo.

Il fatto che i genitori debbano spesso aspettare uno a tre anni per ricevere una diagnosi di autismo e iniziare il trattamento per i loro figli, risultando in molti che perdono una finestra neurodevelopmentale critica (limitando l’efficacia del trattamento), mi ha spinto a utilizzare l’AI e l’apprendimento automatico per sviluppare una soluzione che avrebbe migliorato i risultati e il sistema attuale. I tempi di attesa continuano a peggiorare a causa della crescente carenza di specialisti della salute comportamentale. Il COVID-19 sta ulteriormente aggravando le sfide di accesso alla diagnosi. È chiaro che dobbiamo innovare e abbracciare nuove soluzioni che possano aiutare i bambini e le loro famiglie ad accedere alla diagnosi e alla cura, più velocemente e in modo più efficiente. Cognoa sta facendo questo e il mio impegno è quello di guidare l’innovazione e creare soluzioni che raggiungano tutte le famiglie in modo equo e al momento giusto. L’innovazione e la collaborazione all’interno della comunità sanitaria sono disperatamente necessarie – e sono possibili.

Spesso torna al libro seminale di Charles Darwin “L’origine delle specie”. Cosa c’è in questo libro che le parla così tanto?

Amo la biodiversità. Amo capire il mondo. Amo che Darwin abbia sfidato il sistema con una teoria eretica sul modo in cui le specie sono nate e continuano a nascere. Il suo libro articola anche un algoritmo per categorizzare gli organismi attraverso caratteristiche fisiche, comportamentali e morfologiche che ha lanciato un campo rigoroso di fondamenti matematici per definire quantitativamente le forme di vita. I campi della sistematica, della filogenetica e della genetica delle popolazioni, sebbene sembrino lontani dal campo della medicina, non lo sono. Come la complessità delle specie, condizioni come l’autismo hanno molte forme che richiedono una descrizione accurata attraverso fondamenti matematici come l’apprendimento automatico. Ciò rende il processo più oggettivo, basato sui dati e anche ci riporta alle quantità e ai numeri che possiamo utilizzare in modi molto pratici.

È il fondatore di Cognoa, potrebbe condividere la storia di genesi di questa azienda?

A causa delle mie esperienze personali con l’autismo e della mia ricerca professionale, ho fondato Cognoa con l’obiettivo di migliorare il sistema attuale di cura per i bambini e le famiglie che vivono con l’autismo in modi che miglioreranno le loro vite. Durante la mia formazione e seguendo i medici, ho visto di persona le immense sfide che le famiglie affrontano nella navigazione del sistema attuale e in particolare come il processo di diagnosi sia disallineato con le esigenze delle famiglie. Troppi bambini perdono una finestra neurodevelopmentale critica quando le intervenzioni precoci hanno il potenziale maggiore di migliorare i risultati di vita per i bambini e le famiglie che vivono con l’autismo.

Ho iniziato il mio incarico di facoltà a Harvard con un focus espresso sulla base molecolare dell’autismo. Sapevamo (e sappiamo), come campo, che l’autismo è genetico ed ereditario. Eppure, i geni responsabili non erano chiari. Ho collaborato con il Boston Children’s Hospital (allora il Children’s Hospital di Boston) e, dopo molte analisi complete, ho iniziato a chiedermi come veniva effettuata l’etichettatura – la conferma della classe o della diagnosi per il bambino.

Quindi ho seguito i clinici e i tecnici clinici che eseguivano le valutazioni dell’autismo, comprese le osservazioni dietro il vetro unidirezionale, mentre i clinici condotti interviste con i genitori e i bambini utilizzando le valutazioni standard di cura, l’Autism Diagnostic Interview-Revised (ADI-R) e ADOS (Autism Diagnostic Observation Schedule). Ho imparato che il processo di diagnosi, sebbene ben progettato, è estremamente lungo e molto difficile da ripetere e che la soggettività inevitabilmente si insinua nell’equazione. Tutti questi elementi mi hanno spinto a cercare modi più veloci per eseguire le valutazioni diagnostiche in quanto la qualità della vita e i risultati clinici del sistema di cura dipendono dall’accuratezza e dal tempo di diagnosi.

Ho rifocalizzato il mio sforzo sul fenotipo – e su come costruire strumenti digitali quantitativi per fenotipizzare i bambini con alta accuratezza, affidabilità inter-rilevatore e maggiore efficienza. Ero concentrato sul fatto che si potesse ridurre la complessità della diagnosi di autismo senza una perdita apprezzabile di accuratezza. La risposta è definitivamente sì.

Con questo, sono stato in grado di iniziare il viaggio per raccogliere fondi per una nuova azienda che avrebbe iniziato concentrandosi sul miglioramento del viaggio di diagnosi. Attualmente, i pediatri rinviano la maggior parte deibambini con sospetto ritardo dello sviluppo ai specialisti per diagnosticare e prescrivere il trattamento. Ciò spesso si traduce nel fatto che i bambini e le famiglie aspettano mesi o addirittura anni prima che il loro bambino riceva una diagnosi iniziale di autismo e possa iniziare una terapia che cambia la vita. Cognoa è posizionata per cambiare radicalmente questa realtà autorizzando i pediatri a fare una diagnosi nell’ambito della cura primaria e supportando gli specialisti permettendo loro di concentrarsi sui bambini con presentazioni più complesse – ottimizzando l’intero sistema.

Cognoa si basa fortemente sull’apprendimento automatico, cosa l’ha inizialmente attratto verso questa tecnologia?

L’apprendimento automatico (ML) è eccellente nel trovare modelli nei dati. Molti dati sono complessi e multidimensionali – compresi i dati osservazionali fatti sui bambini durante una valutazione. Per la diagnosi di condizioni di salute comportamentale come l’autismo, ci sono misurazioni sociali, misurazioni sensoriali, dipendenza e indipendenza dal tempo, nonché variazioni nelle emozioni, movimenti, gesti, risposte e altro. Tutti questi componenti devono essere fattori in una decisione e l’ML può aiutare i clinici a capire quali particolari caratteristiche si correlano ad altri e quali no. Può aiutare a identificare le caratteristiche più rilevanti che alla fine guidano una decisione.

Possiamo utilizzare l’ML per tagliare il rumore e trovare le caratteristiche salienti e produrre un modello matematico per generare un fenotipo digitale per un bambino. Ma questo è solo l’inizio. Ciò che deve accadere dopo è determinare come valutare quelle caratteristiche in modo accurato, scalabile e ripetibile.

Cognoa è in primo luogo un’azienda impegnata a migliorare i risultati sanitari, in particolare quelli relativi alla salute dello sviluppo infantile. Non siamo un’azienda impegnata in una particolare tecnica, per sé. L’apprendimento automatico può aiutarci a prendere decisioni più velocemente, può aiutare a eliminare gli errori nel processo e, in modo critico, aiutare a aumentare drasticamente la portata alle popolazioni socioeconomiche diverse, ai ragazzi e alle ragazze e a tutte le culture e le razze. Ma perché questo abbia successo, l’apprendimento della macchina deve essere accoppiato con il veicolo giusto per il flusso di dati. Quindi Cognoa è anche impegnata a garantire che l’ML – che ha dimostrato di essere clinicamente molto preciso — sia accessibile attraverso tecnologie ubiquitarie (come lo smartphone) per rendere il processo veloce, efficiente e disponibile quanto più possibile. Inoltre, è chiaro per tutti che il ruolo della tecnologia nel rispondere alle disuguaglianze e alle inefficienze sanitarie è stato esacerbato dal COVID-19.

Potrebbe discutere come Cognoa sta sfruttando le ultime tecnologie di AI e apprendimento automatico per introdurre un nuovo paradigma di cura per l’autismo?

Portando la diagnosi dell’autismo nell’era digitale, Cognoa sta facendo pionieristicamente un nuovo approccio alla diagnosi dell’autismo per migliorare i risultati di vita, la qualità della vita per le famiglie e, facendolo, migliorare ciò che oggi è un sistema molto complesso. Come discusso, attualmente i pediatri rinviano la maggior parte deibambini con sospetto ritardo dello sviluppo ai specialisti per diagnosticare e prescrivere il trattamento. Molte famiglie affrontano un lungo processo diagnostico, spesso aspettando mesi o addirittura anni prima che i loro figli possano ricevere la diagnosi necessaria per iniziare una cura che cambia la vita.

L’approccio di Cognoa introduce un nuovo paradigma di cura per l’autismo autorizzando i pediatri a fare una diagnosi accurata nell’ambito della cura primaria. Ciò beneficia notevolmente gli specialisti e i bambini, poiché consente agli specialisti di concentrarsi sui bambini con presentazioni più complesse, anziché avere lunghe liste d’attesa per i bambini che sono meno complessi da diagnosticare, ottimizzando così l’intero sistema. L’obiettivo è quello di consentire a più bambini di iniziare l’intervento precoce per l’autismo più presto, durante la finestra neurodevelopmentale critica, quando gli interventi hanno il potenziale maggiore di migliorare i risultati di vita per i bambini e le famiglie che vivono con l’autismo.

Come ho menzionato, l’AI di Cognoa è stata costruita consapevolmente per abbracciare il genere, la razza, l’etnia e le origini socioeconomiche, eliminando così i pregiudizi umani intrinseci che hanno storicamente afflitto la diagnosi dell’autismo. Facendo ciò, Cognoa sta democratizzando la diagnosi dell’autismo per tutti i bambini, aiutando a creare una cura equa per tutti i bambini.

Stiamo affrontando il problema dell’accesso alla cura in due modi distinti. In generale, i pediatri sono molto più accessibili ai bambini e alle famiglie rispetto agli specialisti dell’autismo, dei quali c’è una grave carenza. Autorizzando e incoraggiando i pediatri a fare diagnosi (in linea con le linee guida dell’American Academy of Pediatrics per i pediatri per iniziare a diagnosticare l’autismo nell’ambito della cura primaria), i bambini e le famiglie guadagnano un maggiore accesso alla cura. In secondo luogo, la natura digitale del nostro dispositivo significa che i pediatri saranno in grado di utilizzarlo per catturare remotamente gli input tramite la telemedicina. Ciò rende la diagnosi dell’autismo possibile anche con sfide geografiche o logistiche, come in mezzo a una pandemia.

Potrebbe discutere alcuni degli sforzi di Cognoa per utilizzare l’apprendimento automatico per rendere la diagnosi dell’autismo più oggettiva e efficiente?

La ricerca ha continuamente mostrato che le disparità di genere, razziali, etniche e socioeconomiche sono ampiamente presenti nella diagnosi dell’autismo. Le ragazze, ad esempio, sono diagnosticate con l’autismo in media 1,5 anni dopo i ragazzi. Inoltre, 1 bambino su 4 sotto l’età di 8 anni che vive con l’autismo, la maggior parte dei quali sono neri o ispanici, non viene diagnosticato affatto. Ciò è dovuto a una storica mancanza di comprensione di come l’autismo si manifesta nelle ragazze e nelle popolazioni minoritarie, nonché a barriere che influiscono sull’accesso a cure per questi bambini.

Mentre c’è spesso preoccupazione che l’AI perpetui tali pregiudizi a causa dei pregiudizi sottostanti nei dati che vengono alimentati, a Cognoa, abbiamo costruito consapevolmente i nostri algoritmi di AI per abbracciare il genere, la razza, l’etnia e le origini socioeconomiche, al fine di affrontare queste disuguaglianze di lunga data. Ciò ha comportato l’utilizzo di dati storici di pazienti appartenenti a migliaia di bambini di background diversi. Questi dati includono una varietà di condizioni, presentazioni e comorbidità e rappresentano entrambi i generi nell’intervallo di età supportato.

Utilizzando questo ampio set di dati, l’AI di Cognoa valuta migliaia di caratteristiche umane e funzionali, consentendo di stabilire le sottili connessioni che informano le condizioni di salute comportamentale attuali e future con un’accuratezza e una velocità che i clinici semplicemente non possono eguagliare, eliminando i pregiudizi umani intrinseci.

Potrebbe descrivere cosa è la terapia ASD di Cognoa e come aiuterà a migliorare la reciprocità socio-emotiva?

La terapia per l’autismo di Cognoa è in fase di sviluppo clinico, quindi non posso ancora rivelare esattamente come funzionerà. Posso però condividere che Cognoa sta sviluppando soluzioni terapeutiche che si concentrano sui deficit fondamentali dell’autismo, come il riconoscimento e l’impegno socio-emotivo. La soluzione terapeutica digitale di Cognoa per l’autismo ha anche ricevuto lo stato di designazione dirompente dalla FDA.

Sono estremamente entusiasta dell’uso di soluzioni di salute comportamentale digitali per migliorare drasticamente il trattamento e la terapia dell’autismo e la vita dei bambini e delle famiglie che vivono con l’autismo.

Prima di concedere in licenza Superpower Glass a Cognoa, nel mio laboratorio a Stanford, abbiamo portato la soluzione dal concetto di prova a uno strumento di visione computerizzata rigorosamente testato. Il sistema mostra un effetto di trattamento molto significativo in confronto ai controlli dopo solo sei settimane di utilizzo. I risultati sono stati pubblicati su JAMA Pediatrics l’anno scorso.

Abbiamo anche inventato uno strumento nuovo (guesswhat.stanford.edu) che, simile a Superpower Glass, aumenta la realtà del bambino per incoraggiare un comportamento prosociale con il suo compagno di gioco. Pianifichiamo di testarlo in uno studio clinico randomizzato e di portarlo alla popolazione generale di bambini che vivono con l’autismo.

C’è qualcos’altro che vorrebbe condividere su Cognoa?

Nel settembre 2020, Cognoa ha annunciato che l’azienda avrebbe presentato la sua diagnosi dell’autismo alla FDA per l’autorizzazione, dopo uno studio fondamentale di successo in cui il dispositivo ha superato tutti gli indicatori della FDA. Ciò rappresenta un importante traguardo nella missione di Cognoa di migliorare la vita dei bambini e delle famiglie che vivono con l’autismo. Stiamo anche attualmente preparando i risultati dello studio per la pubblicazione su una rivista peer-reviewed e ci aspettiamo di condividere ulteriori progressi nel futuro.

Grazie per la grande intervista, i lettori che desiderano saperne di più possono visitare Cognoa.