Η τεχνητή νοημοσύνη στην υπηρεσία της Ιατρικής και ειδικά της Νευρολογίας

Οι επιστήμονες αξιοποιούν ολοένα και περισσότερο την τεχνητή νοημοσύνη (AI) για να επιταχύνουν την αναζήτηση θεραπειών για νευρολογικές παθήσεις, ανακαλύπτοντας πιθανές λύσεις που ίσως βρίσκονται ήδη «κρυμμένες» ανάμεσα σε υπάρχοντα φάρμακα. Ερευνητές του UK Dementia Research Institute στο Εδιμβούργο χρησιμοποιούν αλγορίθμους τεχνητής νοημοσύνης για να αναλύσουν δεδομένα ασθενών και να εντοπίσουν αν φάρμακα που έχουν ήδη εγκριθεί για άλλες ασθένειες θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για τη θεραπεία παθήσεων όπως η νόσος του κινητικού νευρώνα (Motor Neurone Disease – MND), η Nόσος Πάρκινσον και η άνοια.

Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι η AI μπορεί να μειώσει δραστικά τον χρόνο ανακάλυψης αποτελεσματικών θεραπειών, επιτρέποντας εξελίξεις μέσα σε λίγα χρόνια αντί για δεκαετίες. Η προσέγγιση αυτή βασίζεται στην ανάλυση τεράστιων ποσοτήτων ιατρικών δεδομένων και στην αναγνώριση «υπογραφών» ασθενειών, δηλαδή βιολογικών προτύπων που σχετίζονται με συγκεκριμένες νευρολογικές διαταραχές.

Ένα από τα άτομα που συμμετέχουν στις κλινικές δοκιμές είναι ο Steven Barrett, ο οποίος διαγνώστηκε με Νόσο Κινητικού  Νευρώνα - MND πριν από 10 χρόνια. Ο Barrett, πρώην δημόσιος υπάλληλος με μακρά επαγγελματική πορεία, άρχισε να παρατηρεί μούδιασμα στο πόδι του λίγο πριν συνταξιοδοτηθεί. Λίγα χρόνια αργότερα διαγνώστηκε με τη νευροεκφυλιστική αυτή νόσο, η οποία σήμερα δεν έχει θεραπεία.

Όπως περιγράφει ο ίδιος, η MND είναι μια καταστροφική ασθένεια που στερεί σταδιακά από τον άνθρωπο την ανεξαρτησία και την αίσθηση του μέλλοντος. Μέσα από οικογενειακές φωτογραφίες θυμάται τη ζωή του πριν από τη διάγνωση: στιγμές στη δουλειά, σε κοινωνικές εκδηλώσεις και στον γάμο του γιου του. Παρ’ όλα αυτά, θεωρεί τις έρευνες και τις κλινικές δοκιμές «μια φωτεινή ελπίδα» τόσο για τον ίδιο όσο και για άλλους ασθενείς.

Μία από τις σημαντικότερες μελέτες είναι η MND-SMART, στην οποία δοκιμάζονται ταυτόχρονα πολλά διαφορετικά φάρμακα. Σε αντίθεση με τις παραδοσιακές δοκιμές, όπου μία ομάδα λαμβάνει θεραπεία και άλλη placebo, η συγκεκριμένη μέθοδος επιτρέπει την ταχύτερη αξιολόγηση πιθανών θεραπειών. Ο Barrett τονίζει ότι η συμμετοχή του δεν αφορά απλώς τη λήψη ενός χαπιού, αλλά την ελπίδα ότι μπορεί να βοηθήσει μελλοντικούς ασθενείς ακόμη κι αν δεν ωφεληθεί ο ίδιος.

Το ερευνητικό ινστιτούτο δημιουργεί επίσης μια τεράστια βάση δεδομένων ασθενών με Πάρκινσον, άνοια και MND. Οι γιατροί συλλέγουν πληροφορίες όπως ηχογραφήσεις φωνής, σαρώσεις ίριδας και εξετάσεις αίματος. Με τη βοήθεια της τεχνητής νοημοσύνης, αυτά τα δεδομένα αναλύονται ώστε να εντοπιστούν πρώιμες ενδείξεις επιδείνωσης ή εμφάνισης νευρολογικών προβλημάτων.

Παράλληλα, οι επιστήμονες χρησιμοποιούν βλαστοκύτταρα από δείγματα αίματος των ασθενών για να δημιουργήσουν νευρώνες στο εργαστήριο. Στη συνέχεια δοκιμάζουν πάνω σε αυτούς υπάρχοντα φάρμακα, χρησιμοποιώντας ρομποτικά συστήματα, εξειδικευμένο εργαστηριακό εξοπλισμό και αλγορίθμους μηχανικής μάθησης. Οι αλγόριθμοι έχουν εκπαιδευτεί ώστε να αναγνωρίζουν ποια φάρμακα μπορούν να μετατρέψουν ένα «παθολογικό» νευρολογικό πρότυπο σε υγιές.

Τα φάρμακα που δείχνουν υποσχόμενα αποτελέσματα περνούν έπειτα σε κλινικές δοκιμές με πραγματικούς ασθενείς. Το μεγάλο πλεονέκτημα αυτής της προσέγγισης είναι ότι τα περισσότερα από αυτά τα φάρμακα έχουν ήδη εγκριθεί για άλλες ασθένειες. Έτσι, η διαδικασία είναι πολύ ταχύτερη και οικονομικότερη σε σχέση με την ανάπτυξη ενός εντελώς νέου φαρμάκου, η οποία συχνά απαιτεί πάνω από δέκα χρόνια.

Ο καθηγητής Siddarthan Chandran, διευθυντής του ινστιτούτου, εξηγεί ότι υπάρχουν περίπου 1.500 εγκεκριμένα φάρμακα που ίσως μπορούν να δράσουν και στον εγκέφαλο, χωρίς αυτό να έχει ακόμη ανακαλυφθεί. Όπως σημειώνει, ο εγκέφαλος είναι το πιο πολύπλοκο όργανο του ανθρώπινου σώματος και μέχρι πρόσφατα οι επιστήμονες δεν διέθεταν τα τεχνολογικά μέσα για τόσο σύνθετες αναλύσεις. Η συνδυαστική χρήση AI και νέων βιοτεχνολογιών επιτρέπει πλέον δυνατότητες που πριν από λίγα χρόνια θεωρούνταν αδιανόητες.

Παρόμοιες προσπάθειες γίνονται και σε άλλα ερευνητικά κέντρα παγκοσμίως. Επιστήμονες στο MIT χρησιμοποίησαν γενετική τεχνητή νοημοσύνη για να ανακαλύψουν νέα αντιβιοτικά ενάντια σε ανθεκτικά βακτήρια, ενώ το Πανεπιστήμιο Harvard ανέπτυξε το μοντέλο TxGNN για την αναζήτηση υπαρχόντων φαρμάκων που μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε σπάνιες παθήσεις.

Απολαμβάνετε το περιεχόμενο μας? Εγγραφείτε στο newsletter μας!

Ωστόσο, η έρευνα στις νευρολογικές νόσους έχει αντιμετωπίσει και απογοητεύσεις. Πρόσφατη αξιολόγηση φαρμάκων για τη Νόσο Αλτσχάιμερ, έδειξε ότι παρότι επιβραδύνουν την εξέλιξη της νόσου, το όφελος για τους ασθενείς είναι περιορισμένο. Παρά τις αντιδράσεις που προκάλεσαν αυτά τα αποτελέσματα, ο καθηγητής Chandran παραμένει αισιόδοξος, υποστηρίζοντας ότι η επιστήμη βρίσκεται πλέον «σε σημείο καμπής» όσον αφορά την κατανόηση και αντιμετώπιση των νευρολογικών παθήσεων.