Preskočiť na obsah Preskočiť na pätu (NCP VaT)
VEDA NA DOSAH – váš zdroj informácií o slovenskej vede

Technológie na princípe hĺbkového učenia urýchlia diagnostiku Alzheimerovej choroby

VEDA NA DOSAH

Včasná diagnostika a nové možnosti liečby dokážu spomaliť pokles kognitívnych funkcií u pacientov s Alzheimerovou chorobou.

Nárast počtu ľudí trpiacich Alzheimerovou chorobou je celosvetovým trendom. Dôvodom je starnutie populácie, ktoré je najvýznamnejším rizikovým faktorom tohto neurodegeneratívneho ochorenia, ktoré podľa Svetovej zdravotníckej organizácie postihuje viac než 55 miliónov ľudí. Ilustračný obrázok. Zdroj: iStockphoto.com

Nárast počtu ľudí trpiacich Alzheimerovou chorobou je celosvetovým trendom. Dôvodom je starnutie populácie, ktoré je najvýznamnejším rizikovým faktorom tohto neurodegeneratívneho ochorenia. Ilustračný obrázok. Zdroj: iStockphoto.com

21. september je Medzinárodným dňom Alzheimerovej choroby, najčastejšej formy demencie na svete. Ochorenie spôsobuje nezvratné zmeny mozgových buniek a úbytok mozgovej hmoty. U ľudí trpiacich Alzheimerovou chorobou sa postupne vytráca pamäť: prichádzajú o svoje spomienky, poznatky a skúsenosti nadobudnuté počas života, ktoré tvoria identitu človeka. Strácajú svoju nezávislosť a sú odkázaní na pomoc druhých. So stratou pamäti prichádzajú aj ďalšie príznaky, ako sú dezorientácia, utkvelé predstavy, nepokoj, panika a vegetatívne stavy.

Čaká nás pandémia?

Podľa Svetovej zdravotníckej organizácie WHO trpí celosvetovo syndrómom demencie viac než 55 miliónov pacientov, z toho 60 až 70 percent tvorí práve Alzheimerova choroba, ktorá je tak najpočetnejšou formou demencie.

V roku 2030 by mal počet pacientov vzrásť na 78 miliónov a v roku 2050 sa očakáva až 139 miliónov pacientov. Vysoká incidencia so sebou prináša okrem funkčného zhoršenia i ďalšie zdravotné komplikácie, ako aj závažné ekonomické či sociálne dôsledky. Podľa údajov organizácie Alzheimer’s Disease pribudne na svete každé tri sekundy nový prípad.

Podivuhodné ochorenie mozgovej kôry

Alzheimerovu chorobu po prvýkrát opísal už v roku 1906 doktor Alois Alzheimer. Auguste Deterová bola prvou pacientkou, u ktorej boli pozorované príznaky dovtedy neznámej choroby. Alzheimer o ochorení napísal prácu s názvom O podivuhodnom ochorení mozgovej kôry. Vo svojej monografii Psychiatria z roku 1910 použil po prvý raz termín Alzheimerova choroba Emil Kraepelin, slávny psychiater mníchovskej kliniky, na ktorej pôsobil aj Alzheimer.

Od roku 1906 vedci neúnavne pracujú na výskume tohto neurodegeneratívneho ochorenia. K prelomu vo výskume prispeli aj slovenskí vedci. V roku 1988 bol v laboratóriu molekulovej biológie v Cambridgei vďaka monoklonovej látke, ktorú pripravil profesor Michal Novák, identifikovaný patologický tau proteín.

Pozrite si

Starnutie ako najvýznamnejší faktor

Nárast počtu ľudí trpiacich Alzheimerovou chorobou je celosvetovým trendom. Dôvodom je starnutie populácie, ktoré je najvýznamnejším rizikovým faktorom tohto neurodegeneratívneho ochorenia. Medzi ďalšie rizikové činitele patria diabetes, fajčenie, vysoký krvný tlak, zranenia hlavy, chronický zápal, stres a Apolipoproteín E (ApoE4). Naopak, aktivita, vzdelanie, udržiavanie sociálnych kontaktov, pohyb a zdravá strava patria medzi ochranné faktory prispievajúce k celkovej vitalite, a tým tiež k zdravému starnutiu.

Nebadaný nástup ochorenia

Choroba má pomalý nástup. Príznaky môžu byť spočiatku mierne, preto ich mnohí mylne považujú za bežné prejavy starnutia. Toto presvedčenie prispieva k nízkemu počtu diagnostikovaných prípadov. „Ochorenie je často ťažko rozpoznateľné, zmeny v mozgu pritom môžu začať už pätnásť až dvadsať rokov pred nástupom prejavov,“ uviedol neurológ Jakub Hort z Fakultnej nemocnice Motol a odborný medicínsky poradca projektu health-tech startupu Neurona Lab, ktorý sa zaoberá diagnostikou ochorenia.

Vývoj choroby sa navyše nedá celkom predvídať. Ochorenie predstavuje intenzívnu fyzickú a emocionálnu záťaž pre pacientov, ale aj ich rodiny, ktoré sa musia vysporiadať s postupným zhoršovaním sa stavu blízkeho človeka.

Význam včasného odhalenia

Napriek tomu, že vedci už majú ucelený obraz, ako toto ochorenie postihuje mozog, ovplyvňuje myslenie a zasahuje do života miliónov ľudí na celom svete, prognózy pre pacientov stále nie sú veľmi nádejné. Celý rad aspektov tejto choroby zostáva pre vedcov i lekárov záhadou. Ochorenie nie je zatiaľ liečiteľné, jeho progres sa dá za predpokladu, že sa choroba odhalí včas, len spomaliť. Práve pri včasnej diagnostike ochorenia môže pomôcť umelá inteligencia.

Prelom v diagnostike

Technológie využívajúce umelú inteligenciu predstavujú pre pacientov trpiacich neurodegeneratívnymi ochoreniami a ich blízkych nádej. Na ich vývoji pracuje tiež česká technologická spoločnosť Neurona Lab. Významné pokroky v medicíne prinášajú pre pacientov nové možnosti liečby. „Do popredia sa dostávajú i nové metódy prevencie – okrem podpory zdravého životného štýlu, stravovacích návykov a fyzickej aktivity sa objavujú napríklad aj nové metódy kognitívneho tréningu a stimulácie mozgu, ktoré môžu podporiť jeho neuroplastickú schopnosť, vďaka čomu umožnia pacientom lepšie zvládať každodenné úlohy a spomaliť pokles kognitívnych funkcií,“ objasňuje nové postupy prof. Hort. Ďalej dodáva:

S rýchlou a presnou diagnostikou Alzheimerovej choroby zasa môže už čoskoro pomáhať umelá inteligencia.

Hĺbkové učenie ako revolučný nástroj diagnostiky

Český health-tech startup Neurona Lab v súčasnosti vyvíja tri softvéry – PET, ARIA a VOX. Založené sú na princípe hĺbkového učenia (deep learning). Technológia Neurona PET bude po „zaučení sa“ schopná vyhodnotiť výsledky magnetickej rezonancie a PET (pozitrónovej emisnej tomografie) počas niekoľkých minút, čo predstavuje výrazné skrátenie času oproti súčasnej praxi, ktorá trvá desiatky hodín.

Neurona VOX by mala na základe reči rýchlo a včas identifikovať príznaky ochorenia, kým Neurona ARIA odhalí komplikácie spojené s biologickou liečbou choroby. Rozpozná zobrazovacie abnormality súvisiace s amyloidom, bielkovinou, ktorá sa tvorí v mozgu ľudí s demenciou, a pomôže lekárom pri rozhodovaní, kedy nasadenú liečbu upraviť, zastaviť, prerušiť alebo v nej pokračovať. Ide o revolučné riešenia, ktoré by tak mohli výrazne zlepšiť diagnostiku i následnú starostlivosť o pacientov s Alzheimerovou chorobou.

„V Neurona Lab teraz pracujeme na vývoji troch produktov – Neurona PET, Neurona ARIA a Neurona VOX. V prípade všetkých troch využívame tzv. deep learning alebo hĺbkové učenie. To používa umelé neurónové siete, ktoré sa učia samostatne rozhodovať. Cieľom je pomôcť lekárom pri diagnostike, ako aj pri bezpečnej liečbe Alzheimerovej choroby, jednom z najrozšírenejších neurodegeneratívnych ochorení súčasnosti,“ pokračuje MUDr. Jan Pavlík, CEO Neurona Lab.

V ďalšej fáze sa chce tím spoločnosti Neurona sústrediť na Parkinsonovu chorobu, cievne mozgové príhody, epileptické záchvaty a nežiaduce účinky liekov.

Alzheimer Fórum 2023

Pri príležitosti Medzinárodného dňa Alzheimerovej choroby sa dnes na Katolíckej univerzite v Ružomberku konala medzinárodná vedecká a odborná konferencia Alzheimer Fórum 2023 prezentujúca najnovšie poznatky z oblasti diagnostiky a liečby demencie, ako aj inovácie v prevencii, diagnostike a terapii neurodegeneratívnych ochorení. Organizátorom je Slovenská Alzheimerova Spoločnosť.

Zdroj: sciencemag.cz, Neurona Lab, Alzheimer Nadační Fond, CVTI SR, Primecell

https://www.vedatechnika.sk/SK/VedaASpolocnost/NCPVaT/Documents/Veda%20v%20CENTRE%20Bratislava/Veda_v_CENTRE_prednaska_Novak_september_2010.pdf

(zh)

CENTRUM VEDECKO-TECHNICKÝCH INFORMÁCIÍ SR Ministerstvo školstva, výskumu, vývoja a mládeže Slovenskej republiky