Jedna noc snu wystarczy. AI wykrywa ryzyko poważnych chorób

Przełomowa sztuczna inteligencja „przewiduje” choroby

Naukowcy ze Stanford University stworzyli model sztucznej inteligencji o nazwie SleepFM, który na podstawie zaledwie jednej nocy polisomnografii potrafi oszacować ryzyko wystąpienia ponad 100 różnych chorób. AI jest w stanie przewidzieć przyszłe ryzyko chorób, takich jak rak prostaty, rak piersi, choroba Parkinsona, demencja, zawał serca czy nawet śmierć.

SleepFM analizuje dane z polisomnografii. Jest to kompleksowe badanie snu, które rejestruje aktywność mózgu, rytm serca, aktywność mięśni, puls, przepływ powietrza i inne sygnały fizjologiczne.

Rejestrujemy niesamowitą liczbę sygnałów podczas badania snu. To bardzo bogaty w dane proces

– podkreśla cytowany przez ScienceDaily współautor badania dr Emmanual Mignot.

Model został wytrenowany na ogromnym zbiorze danych. Baza danych objęła 585 tys. godzin nagrań polisomnograficznych zebranych od 65 tys. osób w wieku od 2 do 96 lat. Dane te następnie połączono z elektronicznymi kartami zdrowia pacjentów, obejmującymi nawet 25 lat obserwacji.

Jak działa SleepFM? Analiza „języka snu” przez sztuczną inteligencję

SleepFM to tzw. model bazowy sztucznej inteligencji, który uczy się ogólnych wzorców z ogromnych zbiorów danych biologicznych. Podobnie jak duże modele językowe typu ChatGPT. Jednak zamiast tekstu analizuje sygnały z ciała.

System dzieli każde nagranie na pięciosekundowe fragmenty. Są one niczym „słowa” w języku snu. Następnie uczy się relacji między różnymi kanałami sygnałów: EEG, EKG, oddechem, pulsoksymetrią czy aktywnością mięśni.

Kluczowe jest wykrywanie subtelnych niezgodności między sygnałami. Na przykład, gdy mózg wydaje się spać, a serce zachowuje się jak w stanie czuwania. To właśnie te „rozbieżności” dostarczają najwięcej informacji o przyszłych ryzykach zdrowotnych.

SleepFM w zasadzie uczy się języka snu (…). Nie wyjaśnia nam tego po angielsku, ale opracowaliśmy różne techniki interpretacji, aby zrozumieć, na co model zwraca uwagę, formułując prognozę dotyczącą konkretnej choroby

– wyjaśnia współautor badania dr James Zou.

Imponująca skuteczność w przewidywaniu chorób

Model AI przeanalizował ponad 1000 kategorii chorób i wskazał 130 schorzeń, dla których ryzyko da się przewidzieć z rozsądną dokładnością na podstawie samego snu. Poziom dokładności – mierzony indeksem C (C-index) – przekroczył 0,8. Oznacza to, że w 80% przypadków prognoza modelu była zgodna z tym, co faktycznie się wydarzyło.

Najdokładniejsze wyniki uzyskano m.in. dla nowotworów, powikłań ciążowych, chorób układu krążenia i zaburzeń psychicznych. W przypadku choroby Parkinsona C‑index osiągnął 0,89, dla demencji – 0,85, dla choroby nadciśnieniowej – 0,84, dla zawału serca – 0,81, a dla raka prostaty i raka piersi odpowiednio 0,89 i 0,87. Model dobrze prognozował także ryzyko zgonu (0,84).

Byliśmy mile zaskoczeni, że model jest w stanie formułować wiarygodne prognozy w przypadku tak zróżnicowanych warunków

– dodaje dr James Zou.

Czy AI zrewolucjonizuje diagnostykę dzięki badaniom snu?

Dotąd polisomnografia służyła głównie do diagnozowania zaburzeń snu, takich jak bezdech czy bezsenność, a z ogromnej liczby zarejestrowanych sygnałów w praktyce klinicznej wykorzystywano tylko niewielką część.

SleepFM udowadnia, że dane ze snu zawierają wczesne „ostrzeżenia” przed chorobami. Mogą one ujawnić się dopiero po latach. Jeśli jednak wyniki badań zostaną potwierdzone na innych populacjach, polisomnografia może stać się kluczowym narzędziem profilaktyki. Będzie to miało fundamentalne znaczenie dla osób z grup ryzyka.

Przeczytaj również: Nowy model AI ostrzega przed chorobami. Ma pomóc pacjentom

NOWE i archiwalne wydania kwartalnika HOLISTIC NEWS:

Udanych zakupów!
Księgarnia Holistic News