Skip to content Skip to sidebar Skip to footer

يمكن لخوارزمية الذكاء الاصطناعي الجديدة أن تتنبأ ببدء مرض الزهايمر بدقة تزيد عن 99٪ من خلال تحليل فحوصات الدماغ بالرنين المغناطيسي الوظيفي.

المصدر: جامعة كاوناس للتكنولوجيا

طور باحثون من جامعة كاوناس في ليتوانيا طريقة قائمة على التعلم العميق يمكنها التنبؤ بالبدء المحتمل لمرض الزهايمر من صور الدماغ بدقة تزيد عن 99 في المائة. تم تطوير الطريقة أثناء تحليل صور التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفية التي تم الحصول عليها من 138 شخصًا وكان أداؤها أفضل من حيث الدقة والحساسية والنوعية مقارنة بالطرق المطورة سابقًا.

وفقًا لمنظمة الصحة العالمية ، يعد مرض الزهايمر السبب الأكثر شيوعًا للخرف ، حيث يساهم في ما يصل إلى 70 بالمائة من حالات الخرف. في جميع أنحاء العالم ، يتأثر حوالي 24 مليون شخص ، ومن المتوقع أن يتضاعف هذا العدد كل 20 عامًا. وبسبب شيخوخة المجتمع ، سيصبح المرض عبئًا مكلفًا على الصحة العامة في السنوات القادمة.

“يحاول المهنيون الطبيون في جميع أنحاء العالم رفع مستوى الوعي بالتشخيص المبكر لمرض الزهايمر ، مما يوفر للمصابين فرصة أفضل للاستفادة من العلاج. كانت هذه واحدة من أهم القضايا لاختيار موضوع لمودوبي أودوسامي ، طالب دكتوراه من نيجيريا “، كما يقول ريتيس ماسكيليناس ، الباحث في قسم هندسة الوسائط المتعددة ، كلية المعلوماتية ، جامعة كاوناس للتكنولوجيا (KTU) ، دكتوراه Odusami مشرف.

تفويض معالجة الصور للجهاز

واحدة من العلامات الأولى المحتملة لمرض ألزهايمر هي الضعف الإدراكي المعتدل (MCI) ، وهي المرحلة بين التدهور المعرفي المتوقع للشيخوخة الطبيعية والخرف. استنادًا إلى الأبحاث السابقة ، يمكن استخدام التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي (fMRI) لتحديد المناطق في الدماغ التي يمكن أن ترتبط بظهور مرض الزهايمر ، وفقًا لماسكليوناس. غالبًا ما لا تظهر أي أعراض واضحة للمراحل الأولى من MCI ، ولكن في حالات قليلة يمكن اكتشافها عن طريق التصوير العصبي.

 

ومع ذلك ، على الرغم من أنه ممكن نظريًا ، فإن التحليل اليدوي لصور الرنين المغناطيسي الوظيفي الذي يحاول تحديد التغييرات المرتبطة بمرض الزهايمر لا يتطلب معرفة محددة فحسب ، بل يستغرق أيضًا وقتًا طويلاً – يمكن لتطبيق التعلم العميق وطرق الذكاء الاصطناعي الأخرى تسريع هذا بفارق زمني كبير. لا يعني العثور على ميزات MCI بالضرورة وجود المرض ، حيث يمكن أن يكون أيضًا أحد أعراض الأمراض الأخرى ذات الصلة ، ولكنه أكثر من مؤشر ومساعد محتمل للتوجيه نحو التقييم من قبل أخصائي طبي.

“تسمح معالجة الإشارات الحديثة بتفويض معالجة الصور إلى الجهاز ، والتي يمكنها إكمالها بشكل أسرع وبدقة كافية. بالطبع ، لا نجرؤ على اقتراح أنه يجب على أخصائي طبي أن يعتمد على أي خوارزمية بنسبة مائة بالمائة. فكر في الآلة كإنسان آلي قادر على القيام بالمهمة الأكثر شاقة لفرز البيانات والبحث عن الميزات. في هذا السيناريو ، بعد أن تحدد خوارزمية الكمبيوتر الحالات التي يحتمل أن تتأثر ، يمكن للأخصائي النظر فيها عن كثب ، وفي النهاية ، يستفيد الجميع حيث يصل التشخيص والعلاج إلى المريض بشكل أسرع “، كما يقول ماسكيليناس ، الذي أشرف على الفريق العامل على النموذج.

نحن بحاجة إلى الاستفادة القصوى من البيانات

 

تم تطوير النموذج القائم على التعلم العميق كتعاون مثمر بين الباحثين الليتوانيين الرائدين في قطاع الذكاء الاصطناعي ، وذلك باستخدام تعديل لشبكة ResNet 18 (الشبكة العصبية المتبقية) لتصنيف صور التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفية التي تم الحصول عليها من 138 شخصًا. تندرج الصور في ست فئات مختلفة: من الصحة إلى شبح الضعف الإدراكي المعتدل (MCI) إلى مرض الزهايمر. في المجموع ، تم اختيار 51،443 و 27،310 صورة من مجموعة بيانات مبادرة التصوير العصبي لمرض الزهايمر للتدريب والتحقق من الصحة.

كان النموذج قادرًا على العثور بفعالية على ميزات MCI في مجموعة البيانات المحددة ، محققًا أفضل دقة تصنيف بنسبة 99.99٪ و 99.95٪ و 99.95٪ في وقت مبكر MCI مقابل AD ، و MCI المتأخر مقابل AD ، و MCI مقابل MCI المبكر ، على التوالى.

هذا يدل على دماغ
واحدة من العلامات الأولى المحتملة لمرض ألزهايمر هي الضعف الإدراكي المعتدل (MCI) ، وهي المرحلة بين التدهور المعرفي المتوقع للشيخوخة الطبيعية والخرف. الصورة في المجال العام


“على الرغم من أن هذه لم تكن المحاولة الأولى لتشخيص البداية المبكرة لمرض الزهايمر من بيانات مماثلة ، فإن الاختراق الرئيسي الذي حققناه هو دقة الخوارزمية. من الواضح أن هذه الأرقام المرتفعة ليست مؤشرات على أداء حقيقي في الحياة الواقعية ، لكننا نعمل مع المؤسسات الطبية للحصول على المزيد من البيانات “، كما يقول ماسكيليناس.

ووفقًا له ، يمكن تطوير الخوارزمية إلى برمجيات ، والتي من شأنها تحليل البيانات التي تم جمعها من الفئات الضعيفة (أولئك الذين تزيد أعمارهم عن 65 عامًا ، والذين لديهم تاريخ من إصابات الدماغ ، وارتفاع ضغط الدم ، وما إلى ذلك) وإخطار الطاقم الطبي حول الحالات الشاذة المتعلقة بداية ظهور مرض الزهايمر.

يقول Maskeliūnas: “نحتاج إلى الاستفادة القصوى من البيانات ، ولهذا السبب تركز مجموعتنا البحثية على مبدأ العلوم المفتوحة الأوروبية ، بحيث يمكن لأي شخص استخدام معرفتنا

Leave a comment

اتصل الان