В России представили ИИ-инструмент для терапии Паркинсона

Ученые из Сколтеха, AIRI и МГУ создали первую универсальную среду для разработки и тестирования алгоритмов адаптивной глубокой стимуляции мозга. Новый инструмент обещает сделать терапию болезни Паркинсона точнее, безопаснее и эффективнее.

Первые несколько дней после начала электротерапии врач наблюдает за пациентом и настраивает стимуляцию

Источник: пресс-служба Сколтеха

Ученые из Сколтеха, Института AIRI и Московского государственного университета разработали первую универсальную программную среду для создания и тестирования алгоритмов адаптивной глубокой стимуляции мозга.

В исследовании, опубликованном в сборнике трудов 31-й Международной конференции по обнаружению знаний и анализу данных (KDD "25), авторы рассказали, что их технология призвана сделать терапию болезни Паркинсона безопаснее и эффективнее за счет точной настройки воздействия имплантируемых электродов в режиме реального времени.

Когда лекарственные методы перестают помогать, пациентам с болезнью Паркинсона имплантируют электроды в базальные ганглии — область мозга, где у них наблюдается патологически усиленный бета- или тета-ритм. Стимуляция снижает синхронность нейронной активности и ослабляет тремор и скованность движений. 

Однако стандартная глубокая стимуляция имеет ограничения: она вызывает побочные эффекты, ее параметры выставляются вручную и долго остаются неизменными, а реакция мозга на электроды со временем может меняться. Адаптивная стимуляция способна решить эти проблемы.

Система включает модель, которая имитирует как нейроны отзываются на стимуляцию, какая активность наблюдается в мозге и где именно она локализована

Источник: Proceedings of the 31st ACM SIGKDD Conference on Knowledge Discovery and Data Mining

Поскольку электрод может не только воздействовать, но и считывать активность нейронов, алгоритмы могут подстраивать силу и частоту стимуляции под состояние пациента — при ходьбе, во сне, в покое или при проявлении тремора. Но до сих пор у исследователей не было единой среды для обучения, сравнения и проверки таких алгоритмов, особенно тех, что используют ИИ.

Созданная в России система впервые объединяет реалистичную модель реакции нейронов на стимуляцию, учет нейропластичности, разное поведение мозга в различных состояниях и возможность полноценной тренировки алгоритмов на сгенерированных данных. Среда позволяет быстро и надежно сравнивать решения разных исследовательских групп.

По словам ученых, разработка поможет ускорить внедрение адаптивных систем в клиническую практику. В перспективе подобные алгоритмы могут использоваться не только при болезни Паркинсона, но и при лечении других неврологических расстройств — например, болезни Альцгеймера или ОКР.

Ранее Наука Mail сообщала, что российские ученые разработали алгоритм для раннего распознавания возрастных изменений в позвоночнике.