אלגוריתם למידת מכונה חדש יחזה סכיזופרניה

נחשפה האפשרות לשימוש באלגוריתמים של בינה מלאכותית ולמידת מכונה, ככלי מסייע בחיזוי מקרים של סכיזופרניה, עם רמת דיוק של 74%; כך על פי תוצאות מחקר המתפרסמות במאמר מדעי בעיתון Schizophrenia. את המחקר ערכו יבמ (IBM) ואוניברסיטת אלברטה בעיר אדמונטון, קנדה.

הניתוח הרטרוספקטיבי אף הראה כי הטכנולוגיה מסוגלת לחזות את רמת החומרה של סימפטומים מסוימים בחולי סכיזופרניה, תוך הצגת מיתאם (קורלציה) משמעותי בין פעילות שנצפתה באזורים שונים של המוח. המחקר מסייע אף בזיהוי סממנים ביולוגיים אובייקטיביים, בהם ניתן להבחין בתמונות הדמיה של המוח, אשר ישמשו לחיזוי המחלה ומידת חומרתה.

במסגרת המחקר, ניתחו החוקרים תמונות הדמיית תהודה מגנטית פונקציונאלית (fMRI) של חולי סכיזורפניה ובעלי הפרעות האופייניות למחלה – ושל קבוצת ביקורת בריאה.

בדיקת fMRI מודדת את פעילות המוח באמצעות ניתוח השינויים בזרימת הדם באזורים מסוימים של המוח. החוקרים בחנו תמונות fMRI של 95 משתתפים במחקר, והפעילו טכניקות למידת מכונה על מנת לפתח מודל של סכיזופרניה המזהה את אותם קשרים במוח המזוהים ביותר עם המחלה.

תוצאות המחקר מעידות כי גם כאשר משתמשים בתמונות הדמיה רפואית שנאספו ממכונות fMRI שונות, באתרים שונים ובקבוצות אוכלוסיה שונות – אלגוריתם למידת המכונה מסוגל להבחין בין חולי סכיזופרניה ובין קבוצת הביקורת, עם רמת דיוק של 74%, תוך שימוש ברמת המיתאם בין פעילות באזורים השונים של המוח.

לסייע לפסיכיאטרים באבחון ובטיפול

בנוסף, מעלה המחקר כי מבנה חיבור הרשת המוחית, כפי שהוא מזוהה בבדיקה, עשוי לסייע גם בקביעת רמת החומרה של סימפטומים מסוימים אותם מציג החולה, לרבות הפרעות ריכוז וקשב, התנהגות ביזארית, הפרעות חשיבה, דלות שפת הדיבור (alogia), והיעדר מוטיבציה.

חיזוי חומרת הסימפטומים עשוי להוביל לאיפיון מדויק יותר ברמה כמותית של סכיזופרניה: הבנת המחלה במושגים של ספקטרום חומרה, ולא במונחים בינאריים, של קיום אבחנה או אי-אבחנה. גישה מונחית-נתונים לניתוח חומרת המחלה, עשויה לסייע לקלינאים בהגדרת תוכנית טיפול מותאמת לכל חולה.

לדברי ד"ר מיכל רוזן צבי, דירקטור לחקר מידע רפואי במעבדות המחקר של יבמ: "השימוש בבינה מלאכותית ובלמידת מכונה בתחום הבריאות הולך וצובר תאוצה בעולם וגם בארץ. רמת הדיוק של למידת מכונה והיכולת להתמודד עם מסה אדירה של נתונים –  מחוללות מהפכה אדירה, הן לטובת מערכות הבריאות והן למען המטופלים".

לדבריה, "אנו מקווים כי המחקר הנוכחי יתרום להצגת תובנות אודות דרכים בהן ניתן להשתמש בבינה מלאכותית ובלמידת מכונה, לצורך אבחון וניתוח מצבם של חולים פסיכיאטריים וחולים עם הפרעות במערכת העצבים. זאת, על מנת לסייע לפסיכיאטרים באבחון ובטיפול".

רוזן צבי הוסיפה כי "תחום הפסיכיאטריה החישובית הופך למאוד משמעותי ובחלק מבתי ספר לרפואה באוניברסיטאות בישראל החלו להכליל אותו בתוכנית הלימודים".

סכיזופרניה היא מחלה נוירולוגית כרונית קשה הפוגעת בשבעה עד שמונה מכל 1,000 בני אדם. חולי סכיזופרניה חווים הזיות, אשליות או הפרעות חשיבה – יחד עם הפרעות קוגניטיביות כמו אי יכולת להתמקד, והפרעות פיזיות, כמו הפרעות בתנועה.

החוקרים גילו כמה קשרים בלתי נורמליים במוח, אותם ניתן לחקור בעתיד. המודלים שנוצרו באמצעות כלי בינה מלאכותית, מקרבים את החוקרים למציאת דפוסי מבנה מוחי הניתנים לזיהוי אובייקטיבי בתמונות הדמיה. אלה יהוו סימן אבחון, או חיזוי, של מחלת הסכיזופרניה.