Израильский чат-бот сможет диагностировать ранние стадии болезни Альцгеймера
В основе работы чат-бота, который все еще находится на стадии тестирования, лежит понимание того, что прежде, чем сказаться на памяти, болезнь Альцгеймера негативно влияет на так называемую систему ориентирования головного мозга.
«Для лечения самой распространенной формы деменции были разработаны сотни лекарств, – говорит доктор Шахар Арзи, директор психоневрологической лаборатории клиники. – Хотите узнать, сколько из них были признаны эффективными? Ноль».
Но если бы недуг можно было выявлять на доклинических стадиях, возможно, некоторые из новых биологических препаратов, показывающих впечатляющие результаты в других областях неврологии, могли бы быть эффективными на ранних этапах развития болезни Альцгеймера.
Вместе с коллегами доктор Арзи разработал компьютерную систему для выявления ранних признаков деменции. Система, названная «Кларой» (намек на ‘clarity of mind’ – ясность ума), представляет собой чат-бот на основе искусственного интеллекта, который задает пациентам вопросы о них самих, их отношении к людям, местам и событиям. Затем он использует машинное обучение для сравнения полученной информации с исходными данными и создает компьютерный тест, предназначенный для конкретного человека, который может диагностировать у него начальную стадию болезни Альцгеймера.
Согласно результатам исследования, которое команда опубликовала в издании Proceedings of the National Academy of Sciences и научном журнале Neuropsychology, издаваемом Американской психологической ассоциацией, точность нового метода достигает 95%. При разработке «Клары» специалисты опирались на относительно недавно полученные данные о работе мозга и том, что происходит с ним во время болезни Альцгеймера.
Деменция влияет на «систему ориентирования» мозга, которая определяет, как человек взаимодействует с внешним миром. «Проверить память легко, – говорит Арзи. – Я дам вам три слова и потом через время попрошу повторить их. Но проверить ориентирование совсем непросто». Например, пациент может помнить как убийство президента Джона Кеннеди, так и выборы Барака Обамы, но затрудняется сказать, какое из этих событий произошло раньше. Или он может узнавать своего мужа (жену) и своего лечащего врача, но не может сказать, кто из них стоит к нему ближе.
Ориентирование можно оценить с помощью функциональной магнитно-резонансной томографии. Когда вы увидите фотографию своей дочери, ваш мозг будет реагировать совсем иначе, чем при виде снимка чьего-то другого ребенка. «Пересечение между тем, как сам человек относится к окружающему его миру, и механизмами мозга, которые нарушает болезнь Альцгеймера, поражает», – говорит доктор Арзи.
По его словам, на доклинических стадиях деменции система ориентирования начинает функционировать хуже, но люди все еще могут компенсировать эти ухудшения за счет использования других ресурсов, таких как память. «Они могут писать себе записки-памятки, например. И хотя на это приходится тратить больше усилий, человек все еще в состоянии получить нужный результат», – говорит доктор.
Только когда обе системы – ориентирования и памяти – преодолевают определенный порог, болезнь становится очевидной. Только тогда люди обращаются за помощью, но для эффективного лечения уже слишком поздно.
Основной особенностью «Клары» является то, что она задает вопросы, основываясь на персональной системе ориентирования пациента; это не общие вопросы, которые касаются памяти и других когнитивных функций.
Как создавалась технология
Первоначальный замысел Арзи состоял в том, чтобы запустить чат-бот и получать информацию из Facebook и других социальных сетей: «Это то, над чем мы работали в самом начале, потратив два года на написание соответствующего кода». И когда все было готово, разразился скандал с Cambridge Analytica.
Cambridge Analytica была консалтинговой фирмой, которая занималась сбором и анализом имеющихся в открытом доступе данных пользователей Facebook, чтобы повлиять на голосование на американских выборах 2016 года. В ответ Facebook отключил функцию, которая позволяла третьим лицам получать доступ к данным пользователя. Эта история заставила Арзи и его команду начать все с нуля.
«Это был тот случай, о каких говорят: не было бы счастья, да несчастье помогло, – вспоминает доктор. – Информация, которую мы получали из Facebook, не была идеальной, и решение использовать искусственный интеллект оказалось гораздо более выигрышным».
Авторы предполагают, что «Клара» будет бесплатной и доступной через врачебные кабинеты и установку соответствующего приложения на мобильные устройства и компьютеры. Пилотные Android- и веб-версии пока поддерживают только английский, иврит, китайский и португальский языки. Версии на французском, русском, арабском и японском сейчас находятся в стадии разработки.
«Пока «Клара» еще не готова к «выходу в свет». Мы все еще тестируем эффективность используемого интеллектуального агента, – отмечает Арзи. Сейчас идет второй год пятилетнего тестирования в Гарварде, которое должно сравнить данные, собранные системой, с данными о маркерах болезни Альцгеймера, полученных с помощью позитронно-эмиссионной томографии, количественной и функциональной МРТ и других нейропсихологических тестов.
В течение последнего года тель-авивский медицинский центр Ассута проводит собственные испытания «Клары» с использованием ПЭТ и функциональной МРТ.
Безопасность данных, собираемых чат-ботом, помогла обеспечить израильская компания Guardicore, специализирующаяся на кибербезопасности. «Когда мы связались с ними, мы настаивали на одном условии: чтобы над проектом работали только добровольцы, – вспоминает Арзи. – Я приехал в офис компании и прочитал лекцию, на которой присутствовали сто человек. В конце я спросил, кто хотел бы стать волонтером, – все сто подняли руки».
Дух волонтерства пронизывают всю историю «Клары». Однажды Арзи приехал в Бразилию, чтобы продемонстрировать свою систему. Там он встретил волонтера, который предложил перевести чат-бот на португальский язык. Он сказал: «Я не могу привести всех пациентов к лучшим докторам, но я могу купить планшеты, привезти их в деревни и научить людей пользоваться ими».
