Artikkelit

Tutkijat kehittivät järjestelmän, joka kykenee analysoimaan kehon ja aivojen signaaleja unen aikana.

Stanfordin yliopiston tutkijoiden kehittämä tekoälymalli SleepFM kykenee ennustamaan kymmenien sairauksien riskiä pelkän yhden yön unitiedon perusteella. Järjestelmä tunnistaa hienovaraisia ristiriitoja kehon eri järjestelmien välillä ja nostaa esiin varhaisia hälytysmerkkejä jo kauan ennen kuin sairaus puhkeaa.

Unen tutkimuksessa käytettävä polysomnografia mittaa samanaikaisesti aivosähkökäyriä, sydämen toimintaa, hengitystä ja ilmavirtaa, silmien liikkeitä sekä lihas- ja jalkaliikkeitä. Tyypillisesti näitä tutkimuksia käytetään uniapnean tai muiden unihäiriöiden diagnosointiin, mutta valtaosa kerätystä datasta jää kliinisessä työssä hyödyntämättä.

SleepFM perustuu niin sanottuun foundation model -arkkitehtuuriin, samaan perusideaan kuin suuret kielimallit, mutta tekstin sijaan se oppii biologisista signaaleista. Mallia koulutettiin lähes 600 000 tunnilla unitallenteita, jotka oli kerätty noin 65 000 potilaalta. Jokainen unitutkimus pilkottiin viiden sekunnin mittaisiin jaksoihin, jotka toimivat tekoälylle kuin sanat unidatan kielessä. Tekoäly yhdistää useita signaalivirtoja aivoista, sydämestä, lihaksista, pulssista ja hengityksestä.

Kun malli oli koulutettu, tutkijat veivät sen askeleen pidemmälle ja kysyivät, voiko uni ennustaa tulevia sairauksia. Tämä onnistui yhdistämällä unitutkimukset vuosikymmenten potilastietoihin. Stanfordin unitutkimuskeskuksella on poikkeuksellisen laaja aineisto, joka kattaa joissain tapauksissa jopa 25 vuoden seuranta-ajan.

SleepFM analysoi yli tuhat sairausluokkaa ja tunnisti 130 sairautta, joiden riskiä voitiin ennustaa luotettavasti pelkän unitiedon avulla. Erityisen hyvin malli suoriutui muun muassa Parkinsonin taudin, dementian, sydän- ja verenkiertosairauksien, sydänkohtausten, eturauhas- ja rintasyövän, mielenterveyden häiriöiden sekä kuolleisuusriskin ennustamisessa. Monien näiden ennusteiden tarkkuus ylitti C-indeksin 0,8, mitä pidetään lääketieteessä erittäin vahvana tuloksena.

C-indeksi mittaa sitä, kuinka hyvin malli osaa asettaa ihmiset oikeaan riskijärjestykseen. Arvo 0,8 tarkoittaa, että malli on oikeassa 80 prosentissa vertailutilanteista.

Tutkijoiden mukaan kiinnostavinta eivät ole yksittäiset signaalit vaan niiden epäsuhta: Jos aivot näyttävät nukkuvan, mutta sydän käyttäytyy kuin ihminen olisi hereillä, kyseessä voi olla huolestuttava ennusmerkki.

Tutkimusryhmä kehittää parhaillaan keinoja ymmärtää paremmin, miksi tekoäly tekee tiettyjä ennusteita. Tulevaisuudessa malliin saatetaan yhdistää myös älykellojen ja muiden puettavien laitteiden dataa, mikä voisi tuoda vastaavan analyysin pois laboratorioista ihmisten koteihin.

Lähde

Kuva: Pixabay

Hei! Luitko jo tämän?

Raportti: Yhä useampi iPhone-käyttäjä tekee virheen, joka voi olla kohtalokas

Tagit: tekoäly  lääketiede  SleepFM  uni    Takaisin