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.

Результаты исследования опубликованы в журнале npj Parkinsons Disease. В начальной фазе болезни Паркинсона в организме активизируются специфические биологические процессы — системы восстановления повреждений ДНК и клеточного стресс-ответа.

Они оставляют характерный «след» в активности генов, который можно определить с помощью анализа крови. Важно отметить, что такие сигналы присутствуют только на ранней стадии заболевания и исчезают по мере его развития.

Исследователи использовали методы машинного обучения, чтобы отличить этот молекулярный профиль от показателей здоровых людей и данных пациентов с уже проявившимися симптомами. Это имеет большое значение, так как к моменту появления классических признаков Паркинсона — тремора, скованности и нарушений движений — значительная часть нейронов уже повреждена необратимо.

Авторы работы считают, что в будущем такие находки могут стать основой для массовых скрининговых тестов на основе анализа крови — доступного и недорогого инструмента ранней диагностики. По их оценке, первые клинические испытания подобных тестов в системе здравоохранения могут начаться в течение ближайших пяти лет.

Кроме того, результаты исследования могут помочь в разработке новых методов терапии, направленных на замедление или предотвращение развития болезни.

Более того, такой приём может быть связан с увеличением смертности от онкологических заболеваний. В исследовании приняли участие 19 114 человек из Австралии и США, в основном в возрасте 70 лет и старше.

У участников на момент включения в исследование не было сердечно-сосудистых заболеваний, деменции или значительных ограничений самостоятельности. В течение нескольких лет одна группа ежедневно принимала 100 миллиграммов аспирина, другая — плацебо, после чего учёные продолжили наблюдение уже без приёма препаратов.

За медианный период наблюдения 8,6 года исследователи не обнаружили различий в частоте развития рака между группами — независимо от стадии заболевания и наличия метастазов. Однако анализ показал, что в группе, ранее принимавшей аспирин, смертность от рака была на 15 процентов выше.

При этом после окончания активной фазы клинического испытания этот эффект со временем ослабевал, что свидетельствует об отсутствии долгосрочного защитного действия аспирина. Авторы подчёркивают, что полученные результаты отличаются от более ранних исследований, где снижение онкологических рисков наблюдалось у людей среднего возраста.

Они считают, что начинать профилактический приём аспирина в пожилом возрасте с целью предотвращения рака нецелесообразно. Специалисты рекомендуют обсуждать индивидуальные стратегии профилактики онкологических заболеваний с врачом, а не полагаться на универсальные решения.

Ранее стало известно, что регулярное применение ибупрофена снижает риск развития рака эндометрия.

В исследовании, результаты которого опубликованы в журнале Science Advances (Sci Adv), были изучены механизмы развития опухолей печени у лабораторных мышей. Рак печени остаётся одним из самых опасных онкологических заболеваний, с пятилетней выживаемостью около 22 процентов.

В группу повышенного риска входят миллионы людей с жировой болезнью печени, вирусными гепатитами и циррозом — состояниями, при которых печень теряет способность обезвреживать токсичные продукты обмена. В ходе исследования выяснилось, что аммиак — токсичное вещество, образующееся при расщеплении белка — играет важную роль в развитии рака печени.

В норме печень превращает аммиак в безвредную мочевину, но при повреждении органа этот процесс нарушается. Эксперименты показали, что накопление аммиака не только сопровождает рак печени, но и способствует росту опухолей: раковые клетки используют аммиак для синтеза аминокислот и нуклеотидов, необходимых для их размножения.

Когда учёные перевели животных с опухолями печени на низкобелковую диету, рост новообразований существенно замедлился, а продолжительность жизни увеличилась. При этом у мышей с сохранной функцией печени снижение белка не оказывало значимого эффекта.

Это подчёркивает роль именно нарушенного обмена веществ. Авторы исследования подчёркивают, что их выводы не являются универсальной рекомендацией для всех.

Людям со здоровой печенью опасаться белка не нужно. Однако для пациентов с заболеваниями печени и повышенным уровнем аммиака коррекция питания может стать дополнительным инструментом снижения онкологических рисков.

Это вещество — мирицетин-3-O-галактозид. Исследование показало, что оно помогает организму бороться с бактериями без антибиотиков.

Статья опубликована в журнале Food amp; Function (Famp;F). Эксперимент на мышах показал, что приём этого соединения до и после заражения значительно снижает бактериальную нагрузку в моче, мочевом пузыре и почках.

У животных уменьшались признаки воспаления и окислительного стресса — ключевые процессы, сопровождающие инфекцию. Соединение из клюквы не убивает бактерии напрямую.

Оно мешает им закрепляться на клетках мочевыводящих путей. Вещество подавляет работу бактериальных «крючков» — адгезинов и ворсинок, с помощью которых уропатогенная кишечная палочка прикрепляется к тканям.

Кроме того, оно снижает чувствительность самих клеток к такому прикреплению. Авторы подчёркивают, что результаты важны на фоне растущей устойчивости бактерий к антибиотикам.

Исследование проводилось на животных, но оно усиливает научные основания для использования компонентов клюквы как вспомогательного и потенциально профилактического средства против рецидивирующих инфекций мочевых путей.