Cercetătorii dezlegă misterele inimii și prevăd bolile cardiace cu ajutorul inteligenței artificiale

Recent, două studii care implică inima au utilizat algoritmi de inteligență artificială pentru a obține o înțelegere mai bună a modului în care inima funcționează și nu funcționează. O echipă de cercetători a utilizat algoritmi de inteligență artificială pentru a obține informații despre modul în care forma mușchilor inimii afectează performanța sa. Cu ajutorul algoritmilor de inteligență artificială, echipa de cercetare a obținut informații despre modul în care ventriculii inimii facilitează fluxul de sânge și a descoperit șase secțiuni de ADN care joacă roluri importante în dezvoltarea mușchilor inimii. Între timp, o altă studiu a examinat modul în care pozele cu selfie pot fi utilizate pentru a diagnostica bolile cardiace.

Încă din secolele al XV-lea și al XVI-lea, oamenii de știință au studiat inima și s-au întrebat cum structura sa este legată de funcția sa. Leonardo da Vinci s-a întrebat cum mușchii inimii mișcă sângele în întregul corp acum peste 500 de ani. Mulțumită unei echipe de cercetători de la institute precum MRC London Institute of Medical Sciences, Cold Spring Harbor Laboratory, EMBL’s European Bioinformatics Institute (EMBL-EBI), Universitatea din Heidelberg și Politecnico di Milano, suntem mult mai aproape de a înțelege rolul pe care îl joacă trabeculele în dezvoltarea și funcționarea inimii.

Trabeculele sunt fibre musculare care formează o rețea complexă de modele geometrice pe suprafața interioară a inimii. Se crede că trabeculele furnizează oxigen inimii în timp ce se dezvoltă, deoarece inima însăși este primul organ care se dezvoltă și nu poate obține oxigen din plămâni. Cu toate acestea, a fost mult timp un mister ce rol joacă trabeculele la adulți. Da Vinci a speculat că trabeculele inimii servesc la încălzirea sângelui în timp ce trece prin inimă, dar mulțumită tehnicilor de cercetare bazate pe inteligență artificială, acum avem o idee despre scopul lor real.

Echipa de cercetare a utilizat algoritmi de inteligență artificială pentru a analiza aproximativ 25.000 de scanări MRI (imagistică prin rezonanță magnetică) ale inimii. Aceste scanări au fost furnizate modelului de inteligență artificială împreună cu date genetice și date despre morfologia inimii. Cercetătorii au analizat rezultatele modelului și au descoperit că trabeculele par să joace un rol în facilitarea fluxului de sânge prin ventriculii inimii. Modelele geometrice de pe interiorul inimii sunt acum considerate a ajuta la fluxul de sânge mai eficient în timp ce inima bate.

Pe lângă faptul că trabeculele pot ajuta la fluxul eficient de sânge, cercetătorii au descoperit și șase secțiuni de ADN care par să afectezeze dezvoltarea trabeculelor. Două dintre cele șase secțiuni de ADN joacă, de asemenea, roluri în dezvoltarea căilor nervoase ramificate din creier. Este posibil ca mecanismele similare care duc la dezvoltarea trabeculelor să ducă și la dezvoltarea celulelor nervoase.

Forma trabeculelor poate avea chiar și o relație cu bolile cardiace. Datele genetice de la peste 50.000 de pacienți au fost analizate de echipa de cercetare, și s-a descoperit că diferitele modele de trabecule au o anumită corelație cu riscul de a dezvolta boli cardiace.

Într-un alt studiu, așa cum a fost raportat de Futurism, cercetătorii de la Centrul Național pentru Boli Cardiovasculare din Beijing, China au experimentat cu o inteligență artificială capabilă să prevadă șansa unei persoane de a dezvolta boli cardiace pe baza atributelor fizice care pot fi capturate într-o simplă poză a unei persoane. Există atribute fizice care au corelații cu bolile cardiace, cum ar fi depozitele galbene de lângă pleoape, inelele albe de pe marginile exterioare ale corneei și părul gri sau subțire. Când a fost antrenat pe imagini cu pacienți din spitalele chineze, algoritmul a depășit metodele existente de evaluare a riscului de boli cardiace, putând detecta aproximativ 80% din cazurile de boli cardiace. A capturat, de asemenea, aproximativ 60% din toate cazurile negative de boli cardiace.

Există o rată ridicată de fals pozitiv asociată cu algoritmul, pe care echipa o menționează că va trebui să o adreseze, notând că falsurile pozitive ar putea cauza pacienților anxietate inutilă și ar putea supraîncărca sistemul medical cu teste inutile. Cu toate acestea, dacă rata de fals pozitiv a algoritmului poate fi adresată și dacă acuratețea generală poate fi îmbunătățită, ar putea fi un instrument util pentru zonele lumii care se luptă cu finanțarea adecvată a programelor de screening pentru boli cardiace.