Tyrėjai atskleidžia širdies paslaptis ir nuspėja širdies ligas naudodami AI

Neseniai dviejuose tyrimuose, kuriuose dalyvavo širdis, buvo naudojami dirbtinio intelekto algoritmai, siekiant geriau suprasti, kaip širdis funkcionuoja ir sutrinka. Tyrėjų komanda turi naudojo dirbtinio intelekto algoritmus į gauti supratimą, kaip širdies raumenų forma turi įtakos jo veiklai. AI algoritmų pagalba tyrėjų komanda suprato, kaip širdies skilveliai palengvina kraujotaką, ir rado šešias skirtingas DNR dalis, kurios vaidina svarbų vaidmenį vystant širdies raumenis. Tuo tarpu kitame tyrime buvo nagrinėjama, kaip galima daryti asmenukes gali būti naudojamas širdies ligoms diagnozuoti.

Dar XV–XVI amžiuje mokslininkai tyrinėjo širdį ir stebėjosi, kaip jos struktūra buvo susijusi su jos funkcija. Leonardo da Vinci stebėjosi, kaip širdies raumenys pernešė kraują po visą kūną prieš daugiau nei 15 metų. Dėka mokslininkų komandos iš tokių institutų kaip MRC Londono medicinos mokslų institutas, Cold Spring Harbor laboratorija, EMBL Europos bioinformatikos institutas (EMBL-EBI), Heidelbergo universitetas ir Milano politechnika, mes daug arčiau supratome vaidmenį. kad širdies trabekulės vaidina širdies vystymąsi ir veiklą.

Trabekulės yra raumenų skaidulos, kurios sudaro sudėtingą geometrinių raštų tinklą vidiniame širdies paviršiuje. Manoma, kad trabekulės aprūpina širdį deguonimi jai vystantis, nes pati širdis yra pirmasis besivystantis organas ir negali gauti deguonies iš plaučių. Tačiau ilgą laiką buvo paslaptis, kokį vaidmenį trabekulės vaidino suaugusiems. Da Vinci spėliojo, kad širdies trabekulės sušildo kraują, kai jis juda per širdį, tačiau DI pagrįstų tyrimų metodų dėka dabar suprantame tikrąją jų paskirtį.

Tyrimo grupė naudojo AI algoritmus, kad ištirtų maždaug 25000 XNUMX MRT (magnetinio rezonanso tomografijos) nuskaitymų iš širdies. Šie nuskaitymai buvo pateikti AI modeliui kartu su genetiniais ir širdies morfologijos duomenimis. Tyrėjai išanalizavo modelio rezultatus ir nustatė, kad trabekulės vaidina svarbų vaidmenį palengvinant kraujo tekėjimą per širdies skilvelius. Manoma, kad širdies viduje esantys geometriniai raštai padeda veiksmingiau tekėti širdžiai plakant.

Be to, kad trabekulės gali padėti veiksmingai tekėti kraujui, mokslininkai taip pat atrado šešias DNR dalis, kurios, atrodo, turi įtakos trabekulių vystymuisi. Dvi iš šešių DNR sekcijų taip pat vaidina svarbų vaidmenį plėtojant šakojančius nervų kelius smegenyse. Gali būti, kad panašūs mechanizmai, sukeliantys trabekules, taip pat sukelia nervų ląsteles.

Trabekulių forma netgi gali turėti ryšį su širdies liga. Mokslininkų komanda išnagrinėjo daugiau nei 50000 XNUMX pacientų genetinius duomenis ir nustatė, kad skirtingi trabekulių modeliai turėjo tam tikrą ryšį su rizika susirgti širdies ligomis.

Kitame tyrime, kaip pranešė Futurism, mokslininkai iš Nacionalinio širdies ir kraujagyslių ligų centro Pekine (Kinija) eksperimentavo su dirbtiniu intelektu, galinčiu numatyti asmens širdies ligų tikimybę, remiantis fizinėmis savybėmis, kurias galima užfiksuoti paprastoje žmogaus nuotraukoje. . Yra fizinių savybių, kurios siejasi su širdies ligomis, pvz., geltonos nuosėdos šalia žmogaus akių vokų, balti žiedai ragenos išoriniuose kraštuose ir pilki arba retėjantys plaukai. Pranešama, kad naudojant Kinijos ligoninių pacientų vaizdus, ​​​​algoritmas pranoko esamus širdies ligų rizikos vertinimo metodus ir galėjo aptikti maždaug 80% širdies ligų atvejų. Ji taip pat užfiksavo maždaug 60% visų neigiamų širdies ligų atvejų.

Su algoritmu susijęs didelis klaidingai teigiamų rezultatų dažnis, kurį komanda teigia, kad jiems reikės spręsti, pažymėdama, kad klaidingi teigiami rezultatai gali sukelti pacientams nereikalingą nerimą ir perkrauti medicinos sistemą nereikalingais tyrimais. Tačiau jei bus galima išspręsti klaidingai teigiamą algoritmo rodiklį ir pagerinti bendrą tikslumą, tai gali būti naudinga priemonė toms pasaulio sritims, kurios kovoja su tinkamu širdies ir kraujagyslių ligų patikros programų finansavimu.