Forskere udvikler kunstig intelligens, der skal afsløre begyndende demens

Kunstig intelligens (AI) kan hjælpe sundhedsvæsenet i fremtiden. AI kan blandt andet hjælpe med at tolke billeder og frigøre radiologernes tid.

Et nyt studie fra Sverige viste for eksempel, at AI-støttet mammografi førte til, at 20 procent flere kræfttilfælde blev opdaget, skriver Norges nationale public service-udbyder af radio og tv, NRK.

EU-projektet AI-Mind er et andet af de forskningsprojekter, der omhandler kunstig intelligens og sundhed. Forskningen ledes af Ira Haraldsen ved Oslo Universitetshospital og vil omfatte 1.000 deltagere i Norge, Finland, Italien og Spanien.

Formålet er at kunne skelne, hvem i gruppen med let kognitiv svækkelse der har stor risiko for at udvikle demens. Disse tilfælde vil blive fanget et par år tidligere, end der i dag stilles en diagnose.

Ved ikke, hvilken gruppe patienten tilhører

Deltagerne fra Norge og Italien er allerede blevet rekrutteret. Der mangler stadig en del deltagere fra Spanien og Finland.

Deltagerne er mellem 60 og 80 år og har let kognitiv svækkelse.

»Det interessante er, at hos personer med let kognitiv svækkelse, er det 50 procent, som udvikler demens, og 50 procent, som ikke gør.«

I dag ved lægen ikke, hvilken gruppe patienten tilhører.

Forskerne ved AI-Mind vil adskille disse to grupper: Hvem er på vej mod demens, og hvem kan sove mere roligt?

»Er kommet for at blive«

Karin Persson er postdoc ved Nationalt Center for Aldring og Sundhed i Norge og forsker i demens.

Hun deltager ikke i projektet og skriver i en e-mail til forskning.no, at AI-mind er ét af flere større projekter, der nu forsøger at finde effektive måder at diagnosticere kognitiv svækkelse og demens tidligt.

»Fælles for disse nye projekter er, at de bruger kunstig intelligens, og at man har fokus på at kunne udvikle metoder, der kan forudsige, hvilke personer med tidlige symptomer der vil udvikle demens.«

Forskellen på de forskellige projekter er, hvilke variable der lægges ind i modellerne: Om det er kognitive tests, EEG, MR-billeder, genetiske data, biomarkører fra spinalvæske, blod og anden billeddiagnostik, siger Karin Persson.

»Jeg tror, at kunstig intelligens er kommet for at blive og har tillid til, at det er vejen at gå for at komme videre, når det kommer til effektiv diagnostik på dette felt,« skriver hun.

Hjernenetværk i forandring

Deltagerne i AI-Mind vil deltage i fire undersøgelser fordelt over to år.

Derefter udføres en elektroencefalografi (EEG) undersøgelse, som er en undersøgelse, hvor man bærer en hætte med elektroder, der måler elektrisk aktivitet i hjernen.

Der tages også en blodprøve, og deltagerne tager en test, der afprøver deres evne til at tænke og huske.

I løbet af de to år ser forskerne, hvem der får det dårligere, og hvem der holder sig på samme niveau eller får det bedre.

To algoritmer skal lære at forudsige dette. Den ene algoritme trænes i EEG-undersøgelserne. Den analyserer, hvordan forskellige områder af hjernen taler med hinanden.

Det har været kendt længe, at det ændrer sig, når man udvikler demens, forklarer Ira Haraldsen.

Sammenligner med et fodboldhold

Ira Haraldsen sammenligner det, der foregår i hjernen, med et fodboldhold.

»Når man er meget god til fodbold, spiller man bolden hele tiden fra den ene person til den anden, frem og tilbage. Så pludselig kommer Haaland (Erling Haaland - norsk fodboldstjerne, red.) og stormer mod målet, og så er der scoret et mål,« sagde hun ved arrangementet.

»Sådan er hjernen også bygget op. Den arbejder hele tiden, uanset om vi sover eller er vågne. Alle områder er konstant kaotisk i kontakt. Så kommer der en opgave, og vi tackler den.«

Vi kan se forskel på et fodboldhold, der fungerer godt sammen, og et, der ikke gør. På det andet hold er der måske kun to spillere, der spiller mod hinanden og udelukker de andre.

»Det er noget, der sker i begyndelsen af demens og lettere kognitiv svækkelse. Nogle områder leger lidt for ofte med hinanden, og andre områder bliver nedprioriteret,« siger Ira Haraldsen.

Opgaven til AI: Opdel deltagerne i to grupper

Forskerne tester to typer kunstig intelligens, som Ira Haraldsen beskriver som klassisk maskinlæring og dyb læring.

Disse bliver bedt om at opdele deltagerne i to grupper, baseret på EEG-undersøgelserne: Dem, der vil opleve en forværring, og dem, der ikke vil.

Den klassiske maskinlæringsalgoritme bliver bedt om at lede efter egenskaber, som, forskerne ved, er indikationer på tidlig demens.

Modellen, der bruger dyb læring, har mere frihed og finder sine egne mønstre. Mange eksperter mener, at det er fremtiden for kunstig intelligens inden for sundhed, siger Ira Haraldsen. Men det er sværere at forstå, hvad maskinen gør, og hvordan den kommer frem til svaret.

Forskerne sammenligner, om mennesker og maskiner kommer frem til samme resultat.

Diagnose kan stilles et par år i forvejen

Endelig vil en ny kunstig intelligens bruge EEG-analysen, samt resultater fra blodprøver og den mentale test til at sige, hvem der har høj risiko for at udvikle demens.

Det er kendt, at ændringer kan måles i blodprøver, flere år før en patient får en demensdiagnose.

Blodprøver, der kan afsløre begyndende sygdom, er allerede blevet testet med succes.

Forskerne vurderer, at den kunstig intelligens, de udvikler, kan afsløre begyndende demens to til tre år, før en diagnose normalt stilles. Senere kan det måske lade sig gøre at skubbe tidsvinduet endnu et par år tidligere, mener Ira Haraldsen.

Den kunstige intelligens skal efter planen være klar til brug i 2026. Men Ira Haraldsen påpeger, at det bliver nødvendigt med en del to af studiet, for at algoritmen kan godkendes til markedet.

Resultaterne fra den kunstige intelligens skal sammenlignes med den sikreste måde at diagnosticere demens på, som er at tage en spinalvæskeprøve og billeddiagnostik med MR eller PET, siger Ira Haraldsen.

Er der en fordel ved at vide det tidligere?

I dag findes der ingen behandling, der kan helbrede demens og Alzheimers sygdom. Er der så en fordel ved at blive diagnosticeret tidligere end i dag?

Karin Persson ved Nationalt Center for Aldring og Sundhed svarer:

»Der forskes meget i udviklingen af sygdomsmodificerende lægemidler, det vil sige lægemidler, der ikke kun virker på symptomerne på demens, men faktisk kan stoppe udviklingen af selve sygdommen,« siger Karin Persson.

Det gælder især Alzheimers sygdom, som er den hyppigste årsag til demens på verdensplan.

»Hvis denne type medicin skal være effektiv, vil det være nøglen at komme til det tidligt i sygdomsforløbet, før hjernen bliver for meget angrebet og beskadiget.«

Der er en grund til, at der nu er fokus på tidlig diagnostik.

»På det rigtige tidspunkt«

Samtidig kan der være etiske udfordringer ved at stille en tidlig diagnose, især i tilfælde, hvor sygdommen ikke kan behandles. Det er de miljøer, som arbejder med det, optaget af, siger Karin Persson.

»Diagnosen skal komme på det rigtige tidspunkt. Det er ikke kun medicin, der er aktuel som behandlingsformer for demens, selvom vi i øjeblikket ikke har en stoppende kur.

Patienter, der bemærker ændringer i deres hukommelse og tænkning, altså deres kognitive funktion, ønsker i mange tilfælde information om, hvad der er årsagen,« fortsætter Karin Persson.

»Men det er vigtigt, at vi finder den rigtige balance, og at de etiske vurderinger indgår i retningslinjer for diagnostik.«

Medicin er godkendt i USA

Der sker meget på området, når det kommer til tidlig diagnostik og medicinering, siger Karin Persson.

Tre nye lægemidler er blevet godkendt i USA. De er baseret på at fjerne amyloid plak, som er et æggehvidestof, der ophobes i hjernen ved Alzheimers sygdom, forklarer Karin Persson.

Lægemidlerne vurderes af Det Europæiske Lægemiddelagentur. Effekten af lægemidlerne er dog relativt lille, og bivirkningerne er potentielt alvorlige, siger Karin Persson.

»Foreløbig har opfølgningstiden i studierne været forholdsvis kort, og det bliver interessant at se, hvordan det går patienterne efter længere tid.«

Samlet set er der ikke tale om medicin, som vil kunne gives til alle mennesker med Alzheimers sygdom. Patientens sygdomsstadie, risiko for bivirkninger, forventet effekt og pris vil være vigtige faktorer, siger Karin Persson.

Når det kommer til tidlig diagnostik, er en vigtig nyhed, at der vil være metoder til at se på markører i blod. Her har der været gode resultater, som kan gøre tidlig diagnostik mere enkel.

»Igen skal man have en klar idé om, hvem der skal testes, når disse metoder bliver klinisk tilgængelige. I øjeblikket bruges det i forskning i Norge med etiske principper for øje.«

Interessekonflikt: Ira Haraldsen er formand og medstifter af virksomheden BrainSymph, som et spin-off af AI-Mind projektet.

©Forskning.no. Oversat af Stephanie Lammers-Clark. Læs den oprindelige artikel her.