Новый биомаркер позволил ИИ прогнозировать аутизм полугодовалым малышам
Исследователи повысили точность прогнозов аутизма для малышей в возрасте шести месяцев. Теперь ИИ сможет предсказать риск развития РАС с точностью более 90%, причём для этого не потребуется множество дорогостоящих анализов – лишь обычное МРТ.
Не так давно исследователи из США заявили, что при помощи сканирования мозга младенцев, у которых есть старшие братья и сёстры с аутизмом, можно сделать достаточно точный прогноз, будет ли у исследуемых детей также развиваться аутизм.
Исследователи из Университета Северной Каролины в Чапел-Хилл основывались на различиях в анатомии головного мозга малышей, чтобы предсказать, у кого из них может развиться РАС (расстройство аутистического спектра). Учёные заметили, что дети с аутизмом, как правило, обладают чуть более крупным мозгом, чем их сверстники – этот фактор и стал биомаркером, выявить который помогает обычное МРТ.
Данные сканирования и другие медицинские сведения о пациентах в возрасте 6 и 12 месяцев учёные вводили в специально созданную программу. Она с 80%-ной вероятностью спрогнозировала возникновение РАС в возрасте 24 месяцев.
Теперь же команда представила результаты следующего этапа работы. Эксперты выявили ещё один биомаркер, который повысит точность ранних прогнозов для полугодовалых малышей.
В исследовании приняли участие 59 младенцев, старший брат или сестра которых страдали от аутизма. Во время сна им провели МРТ головного мозга: сканирование длилось в среднем 15 минут, и его основной целью было выявление не анатомических особенностей, а различных вариантов нейронной активности в 230 областях мозга.
Затем исследователи проанализировали, как эти регионы синхронизировались друг с другом, чтобы понять, насколько скоординированной или разрозненной является деятельность областей, отвечающих за память и поведенческие навыки.
Далее специалисты сосредоточились на регионах, отвечающих за языковые навыки и социальное поведение (при аутизме нарушение этих навыков наиболее заметно).
Из более чем 26 тысяч возможных пар соединений команда определила 974, которые можно было использовать для прогнозирования РАС. На основе этих данных учёные создали компьютерную программу, в которой алгоритмы по заданным шаблонам могли выявлять риск развития аутизма.
У 11 из 59 малышей, принимавших участие в исследовании, в возрасте двух лет был диагностирован аутизм. Когда команда загрузила их данные в программу, искусственный интеллект спрогнозировал РАС для 9 малышей из этих 11.
"Исследование подтверждает, что аутизм имеет биологическую основу, проявляющуюся в мозге до появления поведенческих симптомов, и что аутизм связан не с внешними воздействиями, которым дети подвергаются после шестимесячного возраста – например, вакцинации", — заключает профессор Ута Фрит (Uta Frith) из Университетского колледжа Лондона.
Теперь авторы планируют провести исследовании с более крупной выборкой малышей. Их основная цель – достижение максимальной точности прогнозов. Ведь только раннее вмешательство с помощью методов лечения, направленных на развитие важных коммуникационных и социальных навыков, может помочь ребёнку справиться с трудностями, которые влечёт за собой диагноз РАС.
Кстати, теоретически созданные учёными алгоритмы машинного обучения могут идентифицировать не только детей с риском возникновения аутизма, но и тех, кто сталкивается с другими проблемами – например, трудностями в общении. В подобных случаях так называемая терапия раннего вмешательства также является наиболее эффективной.
Научная статья, подробно описывающая это исследование, опубликована в издании Science Translational Medicine.
Кстати, ранее российские учёные представили ещё один способ ранней диагностики аутизма. Более того, некоторые признаки РАС, как оказалось, проявляются уже в возрасте двух месяцев.