Почему ИИ не может широко использоваться в диагностике рака?

Об этом сообщает журнал MIT Technology Review. По словам учёных, медицинские модели искусственного интеллекта в основном полагаются на визуальный анализ, в чём они крайне преуспели.

Однако даже самые передовые модели по диагностированию рака оказались малоэффективны. Так, специалисты Клиники Мейо обучили свою модель Atlas на 1,2 миллиона образцов из 490 тысяч случаев.

Но при определении рака простаты точность инструмента составила всего 70,5 процента, тогда как точность экспертов-людей — 84,6 процента. Главный врач Providence Genomics Карло Бифулко заметил, что при диагностировании онкологических заболеваний точность даже 90 процентов не считается отличным показателем.

Однако существующие ИИ-модели не могут добиться успеха из-за дефицита данных, применяемых для обучения. Специалисты Клиники Мейо Эндрю Норган заметил, что лишь 10 процентов патологоанатомических практик в США оцифрованы.

Технический директор компании Aignostics Максимилиан Альбер заметил, что большая часть образцов находится «под стеклом» в архивах: «прочёсывая базы данных в поисках тканей с редкими заболеваниями, вы найдёте не больше 20 образцов за 10 лет». Второй проблемой специалисты назвали большой размер документов, содержащих данные о биопсии конкретных тканей.

Образцы настолько крошечные, что их увеличивают до такой степени, что цифровое изображение содержит более 14 миллиардов пикселей. Это примерно в 387 тысяч раз больше изображений, на которых обычно обучают медицинские модели искусственного интеллекта.

В конце января специалисты Йельского университета нашли способ использовать умные часы для диагностирования психических заболеваний. Им удалось получить информацию об СДВГ и тревожности у подростков.

К такому заключению пришли специалисты, изучив данные масштабного британского когортного исследования. Результаты исследования были опубликованы в JAMA Network Open.

Учёные использовали информацию, собранную в рамках Британского когортного исследования 1970 года, в котором состояние здоровья 10 930 человек отслеживалось с момента рождения до достижения ими 46 лет. Признаки СДВГ оценивались в 10-летнем возрасте на основании анкет, заполненных родителями и учителями, независимо от того, был ли поставлен официальный диагноз.

Анализ показал, что люди, у которых в детстве были более выраженные признаки СДВГ, к середине жизни чаще сталкивались с несколькими хроническими заболеваниями. Среди участников без выраженных симптомов два и более диагноза имели около 38 процентов, а среди тех, у кого детские признаки СДВГ были наиболее заметны, — примерно 42 процента.

Среди заболеваний, с которыми сталкивались участники, были мигрень, боли в спине, диабет, эпилепсия и онкологические заболевания. Кроме того, у участников с детскими признаками СДВГ чаще отмечались ограничения в повседневной активности — сложности с работой и обычными делами из-за состояния здоровья.

Этот эффект оказался более выраженным у женщин, чем у мужчин. Исследователи подчёркивают, что связь между СДВГ и физическим неблагополучием частично объясняется сопутствующими факторами — более высоким индексом массы тела, курением и психологическим дистрессом во взрослом возрасте.

По словам авторов, результаты указывают на важность раннего выявления СДВГ и долгосрочной поддержки, которая может снизить риски для здоровья в будущем.

В вечернее и ночное время повреждение мозга оказывается более выраженным. Это связано с циркадными ритмами иммунной системы.

Работа опубликована в журнале Circulation Research (CR). Учёные выяснили, что ключевым фактором является суточная активность нейтрофилов — самых многочисленных клеток врождённого иммунитета.

В экспериментах на мышах инсульт, возникший в период «неактивной фазы» (аналог вечерних и ночных часов у человека), приводил к большим очагам поражения и более тяжёлым неврологическим нарушениям. В это время нейтрофилы переходили в агрессивное провоспалительное состояние и активно образовывали внеклеточные ловушки (NETs) — структуры из ДНК и белков, которые способны закупоривать микрососуды.

Эти ловушки нарушали микроциркуляцию в мозге и ухудшали коллатеральный кровоток — систему обходных сосудов, временно снабжающих кровью ишемизированные участки. Когда исследователи подавляли образование NETs или нарушали «биологические часы» нейтрофилов, различия между дневными и ночными инсультами исчезали, а кровоток восстанавливался.

Анализ данных более чем 500 пациентов с ишемическим инсультом подтвердил эти наблюдения. В вечерние и ночные часы в крови повышался уровень маркеров активности нейтрофилов и NETs, что совпадало с худшим коллатеральным кровообращением и менее благоприятными клиническими исходами.

Ранее стало известно, что хронический стресс влияет на вероятность развития инфаркта и инсульта.

Эти вещества могут замедлять процессы старения. Ключевую роль в этом играют антоцианы — природные пигменты, которые придают ягодам тёмно-синий цвет.

Они составляют значительную долю полифенолов черники и участвуют в нейтрализации свободных радикалов, повреждающих клетки и способствующих старению. Особое внимание в работе уделено листьям черники, которые традиционно используются реже плодов.

Согласно обобщённым данным, листья содержат высокие концентрации фенольных соединений и обладают антиоксидантным, противовоспалительным и метаболическим действием. Однако исследователи подчёркивают, что из-за наличия танинов употребление экстрактов листьев требует осторожности, особенно у пожилых людей.

Результаты доклинических и ограниченного числа клинических исследований указывают, что экстракты черники могут снижать окислительный стресс, уменьшать воспаление, улучшать состояние кожи и потенциально замедлять развитие возрастных заболеваний. Таким образом, учёные приходят к выводу, что черника — это не только продукт для поддержки зрения, но и перспективный источник функциональных ингредиентов, которые могут влиять на процессы старения.

Исследование опубликовано в журнале The BMJ. Учёные изучили информацию более чем о 17 тысячах пациентов с раком желудка и примерно о 172 тысячах человек без этого диагноза, учитывая их возраст, пол и другие параметры.

Специалисты отдельно рассматривали длительный — более года — приём препаратов, которые снижают кислотность желудка, исключив период непосредственно перед постановкой диагноза. Это позволило избежать искажения результатов.

После учёта сопутствующих факторов — инфекции Helicobacter pylori, язвенной болезни, ожирения, диабета, курения, употребления алкоголя и приёма других лекарств — связь между длительным использованием этих препаратов и риском рака желудка исчезла. Аналогичный результат получили и для другой группы антацидных средств — блокаторов H2-рецепторов.

Авторы подчёркивают, что исследование носит наблюдательный характер и не позволяет делать окончательные выводы о причинах и следствиях. Однако масштаб и качество данных позволили устранить многие ограничения прошлых работ.

Учёные считают, что полученные результаты должны успокоить пациентов, которым требуется длительная терапия такими препаратами, и помочь врачам принимать более взвешенные клинические решения.