Ученые используют искусственный интеллект для ускорения поиска методов лечения неврологических заболеваний, которые могут оставаться незамеченными.
Исследователи из Эдинбургского института исследований деменции в Великобритании анализируют данные пациентов, включая голосовые записи и снимки глаз, а также выращенные в лаборатории клетки головного мозга, чтобы определить, можно ли использовать существующие лекарства для лечения таких заболеваний, как боковой амиотрофический склероз (БАС).
Ученые надеются, что, используя алгоритмы для выявления закономерностей заболеваний и прогнозирования подходящих лекарств, эффективные методы лечения можно будет найти «за годы, а не за десятилетия».
Эту надежду разделяет и участник клинических испытаний Стивен Барретт, у которого 10 лет назад диагностировали БАС (боковой амиотрофический склероз).
Стивен планировал активный отдых после долгой и блестящей карьеры на государственной службе, когда вдруг заметил онемение в ноге.
Несколько лет спустя у него диагностировали БАС — дегенеративное неврологическое заболевание, которое пока неизлечимо.
«Болезнь двигательных нейронов — ужасная болезнь, она лишает тебя того, кто ты есть», — сказал он Би-би-си у себя дома в Аллоа, Шотландия.
«Это разрушает любое представление о будущем, которое вы могли для себя спланировать — всё рушится».
По словам Стивена, его семья тоже не ожидала этого, и он показал нам фотографии, где он на работе, на вечеринках и на свадьбе сына.
Однако он описывает эти испытания как «яркий луч» надежды для себя и других людей, страдающих БАС или подобными заболеваниями.
В одном из таких исследований, MND-SMART, одновременно тестируется несколько препаратов, в отличие от ситуации, когда одной группе дают лекарство, а другой — плацебо.
«Для меня исследования — это гораздо больше, чем просто прием таблеток. Это прием таблеток с целью получения результатов, которые могут помочь мне, а могут и не помочь, но помогут другим», — говорит он.
Институт также создает базу данных людей с такими заболеваниями, как болезнь Паркинсона, деменция и боковой амиотрофический склероз.
Врачи собирают данные сканирования радужной оболочки глаза, голосовые записи и используют искусственный интеллект для обработки и систематизации больших объемов данных, чтобы выявлять признаки изменений, которые могут быть ранними индикаторами будущих проблем.
Кроме того, они берут образцы крови у своих пациентов-добровольцев для культивирования стволовых клеток с целью превращения их в группы клеток головного мозга, называемые нейронами.
Затем существующие лекарственные препараты тестируются на нескольких партиях этих нейронов с использованием комбинации роботов, традиционного лабораторного оборудования и компьютеров, работающих на основе специализированных алгоритмов.
Эти алгоритмы машинного обучения были обучены выявлять лекарства, способные преобразовать признаки неврологического заболевания в признаки здорового состояния.
Лекарства, эффективность которых предполагает искусственный интеллект, затем могут быть подвергнуты клиническим испытаниям с участием таких людей, как Стивен.
Высвобождение возможностей ИИ
Существует около 1500 лекарственных препаратов, разработанных и одобренных для лечения других заболеваний.
Однако, по словам главного исполнительного директора института профессора Сиддхартана Чандрана, возможно, что даже одно из этих веществ может быть эффективно и для мозга, и мы просто пока об этом не знаем.
«Мозг — самый сложный орган в организме, поэтому нам приходится сталкиваться с парадоксом этой сложности», — сказал он Би-би-си, добавив, что до недавнего времени это означало использование менее совершенных методов исследования.
«Сочетание искусственного интеллекта и новых технологий позволяет нам делать вещи, которые были бы невероятны, когда я учился в медицинском институте».
Поскольку эти препараты уже разработаны и одобрены, их повторное применение может быть проще, чем начинать с нуля с новыми формулами.
Разработка новых лекарств и их вывод на рынок могут занять много времени — по некоторым оценкам, более 10 лет.
Однако профессор Чандран и его команда считают, что благодаря их работе доступные и эффективные лекарства от неврологических заболеваний могут появиться гораздо раньше.
Данное исследование не является первым, в котором изучается, как искусственный интеллект может выявлять потенциальные решения, скрытые в огромных массивах медицинских данных.
Ученые из Массачусетского технологического института в Кембридже, США, использовали генеративный искусственный интеллект для выявления новых антибиотических соединений, которые могут быть способны лечить устойчивые к антибиотикам бактерии, включая гонорею, и такие заболевания, как болезнь Паркинсона.
А в 2024 году исследователи из Гарвардского университета разработали модель нейронной сети под названием TxGNN для выявления существующих лекарств, которые можно было бы использовать для лечения редких заболеваний.
Однако в более широкой области исследований были и неудачи.
Недавний обзор лекананемаба и донанемаба, когда-то считавшихся «прорывными» препаратами для лечения болезни Альцгеймера, показал, что, несмотря на замедление прогрессирования заболевания, эффект оказался недостаточно значительным, чтобы оказать существенное влияние на состояние пациентов.
В исследовании были проанализированы 17 работ с участием 20 342 добровольцев, посвященных препаратам, удаляющим из мозга амилоид — неправильно свернутый белок, присутствующий при заболеваниях.
Этот вывод вызвал негативную реакцию со стороны других ученых.
Однако профессор Чандран по-прежнему уверен, что «мы находимся на переломном этапе перемен» в неврологических исследованиях и понимании этого вопроса.