Американские неврологи научились с помощью искусственного интеллекта выявлять повреждения коры головного мозга, которые раньше не были заметны на обычных снимках МРТ. Как говорится в исследовании, опубликованном в журнале Communications Medicine, этот подход может помочь продвинуться в диагностике рассеянного склероза и разработке препаратов.
Рассеянный склероз — распространенное заболевание центральной нервной системы. При нем иммунная система человека атакует миелин — оболочку, окружающую аксоны нервных клеток и отвечающую за скорость передачи по ним электрических импульсов. Когда скорость нервных импульсов снижается, а нервные волокна гибнут, это приводит к неврологическим симптомам — умственным, зрительным, а иногда и психиатрическим.
Ученым давно известно, что главной причиной прогрессирования болезни и развития когнитивных проблем является поражение серого вещества головного мозга. Однако исследование этого заболевания долгое время сталкивалось с серьезной трудностью: на снимках МРТ удавалось разглядеть в основном только повреждения белого вещества мозга.
Проблема обнаружения повреждений серого вещества остается особенно важной, поскольку, несмотря на прогресс в создании препаратов, останавливающих развитие болезни, они в основном направлены на уменьшение повреждений белого вещества. Хотя значение повреждений серого вещества, или коры, ученые понимали еще с конца XIX века, в диагностические критерии их включили только в XXI веке. Но и после этого специалисты отмечали, что анализ этих факторов будет сильно ограничен существующими возможностями МРТ.
Ученые под руководством Роберта Зивадинова из Университета Буффало (США) создали основанный на искусственном интеллекте подход, который позволяет за счет анализа множества изображений МРТ обнаруживать скрытые повреждения серого вещества, не видимые на отдельных снимках. Для этого исследователи использовали недавно разработанный специальный метод обработки изображений MMCLE (Multimodal Cortical Lesion Enhancement), а также ряд других техник анализа изображений.
Этот подход применили к массиву снимков МРТ, сделанных в ходе одобренного FDA клинического исследования препарата окрелизумаб, в котором приняли участие свыше 700 пациентов. Хотя на отдельных снимках в основном были видны повреждения белого вещества, обученная нейросеть при анализе множества контрастных снимков смогла обнаружить от 15 до 20 повреждений коры у каждого пациента, а по всей выборке участников — свыше 11 тыс. таких повреждений.
«При взгляде на оригинальные сканы обычно не видишь повреждения коры, — пояснил соавтор исследования Майкл Дуайер. — Но генеративный искусственный интеллект очень мощный, так как способен сравнивать снимки и замечать мельчайшие отличия между ними. Поскольку он видит эти мельчайшие расхождения, ИИ способен понять, где что не так и где ткань ведет себя не как здоровая. Натренированные модели могут соединять множество снимков МРТ вместе, совмещать их и синтезировать то, что мы не видим».
