Stworzono narzędzie do wykrywania napadów epilepsji. Działa z niemal stuprocentową dokładnością18.11.2019

System będzie w stanie wykryć atak na godzinę przed jego nadejściem i tym samym dać czas na przygotowanie się i zminimalizowanie jego skutków. Może to znacznie ułatwić życie osób zmagających się z padaczką.

Epilepsja to grupa przewlekłych zaburzeń neurologicznych charakteryzujących się napadami padaczkowymi. Te nadmierne i gwałtowne wyładowania bioelektryczne mają różne nasilenie – potrafią być zarówno krótkie i prawie niezauważalne, jak i długie, i powtarzające się, a przez to niezwykle uciążliwe.

Dotychczas trudno było przewidzieć ich wystąpienie – atakowały chorego bez żadnego ostrzeżenia. Sytuację może zmienić jednak nowe narzędzie wykorzystujące algorytmy sztucznej inteligencji i uczenia głębokiego. Stworzyli je Hisham Daoud i Magdy Bayoumi z University of Louisiana w Lafayette. Swoje wnioski badacze opublikowali na łamach platformy naukowej „IEEE Xplore Digital Library”. 

– Z powodu niemożliwych do przewidzenia napadów, epilepsja ma dla pacjentów silne społeczne i psychologiczne konsekwencje – tłumaczy Hisham Daoud, współwynalazca narzędzia.

To ogromny krok naprzód w stosunku do istniejących sposobów walki z padaczką, szczególnie, że dokładność powyższego narzędzia szacuje się na 99,6 proc (długofalowe testy przeprowadzono 22 dziecięcych pacjentach szpitala w Bostonie). Do tej pory istniejące metody skupiały się głównie na analizowaniu aktywności mózgu z użyciem elektroencefalografii. Na bazie uzyskanych wyników EEG badacze tworzyli modele kreślące dotychczasowe zachowanie mózgu, które miały pomóc w przewidzeniu kolejnych epizodów.

System był jednak wadliwy – każdy człowiek ma unikalne wzory zachowań komórek mózgowych i nie da się odgórnie przewidzieć, po jakim czasie wystąpi atak. Dlatego do tej pory każdorazowo wyodrębniano dane dotyczące konkretnego pacjenta, a następnie porównywano je z ogólnie przyjętym systemem klasyfikacji. Zajmowało to wiele czasu.

Nowe narzędzie naukowców z University of Louisiana ułatwi cały proces. Będzie ono w stanie mapować indywidualne wzorce pacjentów. Aby umożliwić urządzeniu prawidłowe działanie, należy je wcześniej odpowiednio ustawić, szkoląc je na konkretnym chorym. Wystarczy, że spędzi on kilka godzin podłączony do elektroencefalografu – zarejestrowany musi zostać nie tylko czas przed i po, ale także moment samego ataku. 

– Aby urządzenie dokonywało prognozy prawidłowo i odpowiednio wcześnie, musimy przeszkolić model na każdym pacjencie. Nagranie EEG może odbyć się poza kliniką, z wykorzystaniem dostępnych na rynku komercyjnych zestawów EEG – mówi Daoud.

Według Światowej Organizacji Zdrowia obecnie z problemem epilepsji zmaga się 50 milionów osób. U 70 proc. z nich choroba przebiega łagodniej ze względu na przyjmowanie odpowiednich leków. Możliwość ich efektywnego zażywania zagwarantowałby wynalazek naukowców University of Louisiana.

Narzędzie na razie nie jest powszechnie dostępne. Zespół pracuje nad specjalnym chipem, który wspomoże prace algorytmów i umieszczony w mózgu będzie miał długi oraz niezakłócony czas działania.