Tehnica AI măsoară dezvoltarea creierului preemie

Cercetătorii finlandezi au dezvoltat un nou program software bazat pe învățarea automată, care poate analiza independent semnalele EEG (electroencefalogramă) de la un sugar prematur pentru a estima maturitatea funcțională a creierului.

Tehnica este primul sistem de evaluare a maturității creierului bazat pe EEG din lume și este mai precisă decât alte metode utilizate în prezent pentru a măsura dezvoltarea creierului sugarului.

„Această metodă ne oferă pentru prima dată ocazia de a urmări cea mai importantă dezvoltare a unui copil prematur, maturarea funcțională a creierului, atât în ​​timpul cât și după terapie intensivă”, spune profesorul Sampsa Vanhatalo de la Universitatea din Helsinki, care a condus cercetarea .

Aproximativ unul din zece nou-născuți se naște prematur și aproximativ jumătate din toți sugarii aflați în terapie intensivă neonatală sunt prezenți din cauza nașterii premature. Sarcina târzie este o perioadă de dezvoltare rapidă a creierului pentru făt, iar activitatea electrică a creierului se schimbă aproape în fiecare săptămână. Creierul trebuie să funcționeze corect pentru a se dezvolta corect.

Nașterea prematură poate împiedica în mod semnificativ dezvoltarea creierului. Cercetătorii au descoperit deja în anii 1980 că problemele timpurii de sănătate la sugarii prematuri erau adesea legate de dezvoltarea creierului mai lentă în primele luni.

Pentru a oferi cea mai bună îngrijire posibilă și a dezvolta noi forme de tratament, este important să știm cum se dezvoltă funcțiile creierului sugarilor, dar nu au fost disponibile metode obiective și precise pentru evaluarea maturității în stadiu incipient a creierului.

O modalitate de a evalua maturitatea creierului este prin plasarea senzorilor EEG pe scalp. Aceasta este o metodă complet neinvazivă, ieftină și fără riscuri, care a fost foarte populară în ultimii ani în monitorizarea activității creierului la unitățile de terapie intensivă neonatală. Dar EEG singur pune unele probleme.

„Problema practică cu monitorizarea EEG este că analiza datelor EEG a fost lentă și a necesitat o expertiză specială de la medicul care o efectuează. Această problemă poate fi rezolvată în mod fiabil și global utilizând analiza automată ca parte a dispozitivului EEG ”, spune Vanhatalo.

Noul software de analiză EEG a fost dezvoltat inițial de Nathan Stevenson, un inginer australian, care a lucrat în grupul de cercetare al profesorului Vanhatalo în calitate de Marie Curie Fellow finanțată de UE. Cercetarea a folosit un set extins și bine controlat de date de măsurare a EEG de la sugarii prematuri.

Software-ul de analiză se bazează pe învățarea automată. O cantitate mare de date EEG privind bebelușii prematuri au fost introduse într-un computer, iar software-ul a calculat sute de caracteristici de calcul din fiecare măsurătoare fără intervenția unui medic. Apoi, folosind un algoritm, aceste caracteristici au fost combinate pentru a genera o estimare fiabilă a vârstei de maturare EEG a sugarului.

În cele din urmă, vârsta de maturare EEG estimată de software a fost comparată cu vârsta reală a sugarului. În mai mult de 80 la sută din cazuri, adevărata vârstă a sugarului și estimarea generată de computer au scăzut în decurs de două săptămâni una de alta.

Estimarea maturizării a fost atât de fiabilă și precisă încât la fiecare dintre cei 39 de prematuri din studiu, dezvoltarea funcțională a creierului ar putea fi urmărită atunci când măsurătorile au fost repetate la fiecare câteva săptămâni.

Studiul este publicat în jurnal Rapoarte științifice.

Sursa: Universitatea din Helsinki