AI Създаден за военно биполярно лечение

Ново изследване разкрива, че приложението за машинно обучение, предназначено за военните, също може да се използва за прогнозиране на резултатите от лечението при биполярно разстройство.

Изследователи от Университета в Синсинати (UC) проведоха медицинското проучване, използвайки приложението, първоначално разработено за битка въздух-въздух. Успешното използване на машинно размита логика отваря възможността за използване на AI или машинно обучение за лечение на болести.

В изследването д-р Дейвид Флек, доцент в Медицинския колеж на Университета, и неговите съавтори са използвали изкуствен интелект, наречен „генетично размити дървета“, за да предскажат как биполярните пациенти ще реагират на лития.

Биполярното разстройство, изобразено в телевизионното предаване „Родина“ и спечелената с „Оскар“ „Сребърна подплата“, засяга цели шест милиона възрастни в САЩ или четири процента от възрастното население през дадена година.

„В психиатрията лечението на биполярно разстройство е също толкова изкуство, колкото и наука“, каза Флек.

„Пациентите варират между периодите на мания и депресия. Леченията ще се променят през тези периоди. Наистина е трудно да се лекува по подходящ начин по време на етапите на заболяването. "

В проучването изследователите откриха най-добрия от осем често използвани модела, използвани в момента за лечение на биполярно разстройство, прогнозира се кой ще реагира на лечение с литий със 75 процента точност.

За сравнение, моделът на изследователите на UC, разработен с помощта на AI, предсказва как пациентите ще реагират на литий 100 процента от времето. Още по-впечатляващо е, че моделът на UC прогнозира реалното намаляване на маниакалните симптоми след лечение с литий с 92% точност.

Оказва се, че същият вид изкуствен интелект, който надмина пилотите на ВВС миналата година в симулация след симулация във военновъздушната база Райт-Патерсън, е еднакво умел да взема полезни решения, които могат да помогнат на лекарите да лекуват болести.

Констатациите се появяват в списаниетоБиполярни разстройства.

„Това, което показва, е, че усилията, финансирани за аерокосмическата индустрия, променят играта в областта на медицината. И това е страхотно “, каза д-р Кели Коен, професор в Университетския колеж по инженерство и приложни науки на UC.

Докторантът на Коен Никълъс Ърнест е основател на компанията Psibernetix, Inc., компания за разработване и консултиране на изкуствен интелект.

Psibernetix работи по приложения като борба въздух-въздух, киберсигурност и прогнозен анализ. Размитият логически алгоритъм на Ърнест е в състояние да сортира огромни възможности, за да стигне до най-добрия избор буквално за миг на око.

„Обикновено проблемите, които нашите AI решават, имат много, много googolplexes от възможни решения, на практика безкрайни“, каза съавторът на изследването Ърнест.

Неговият екип разработи генетично размита логика, наречена Alpha, способна да сваля човешки пилоти в симулации, дори когато самолетът на компютъра умишлено беше с увреждания с по-ниска максимална скорост и по-малко пъргави летателни характеристики.

Автономното вземане на решения в реално време на системата сваля пенсионирания полковник от военновъздушните сили на САЩ Джийн Лий във всеки ангажимент.

„Изглежда осъзнавах намеренията си и реагирах незабавно на промените в полета и разполагането на ракети“, каза Лий миналата година. „Знаеше как да победи изстрела, който направих. При необходимост се движеше незабавно между защитни и нападателни действия. "

Американският институт по аеронавтика и астронавтика отличи тази година Коен и Ърнест за „напредъка и прилагането на изкуствения интелект в големи мащаби, значими и предизвикателни проблеми, свързани с аерокосмическата индустрия“.

Коен прекарва голяма част от кариерата си, работейки с базиран на размита логика ИИ в дронове. Той използва отпуск от инженерния колеж, за да се обърне към Медицинския колеж на UC с идея: Ами ако те могат да приложат невероятната прогностична сила на размитата логика към особено копривен медицински проблем?

Медицината и авиониката нямат много общо. Но всеки от тях води до подреден процес - обширно дърво на решенията, за да се стигне до най-добрия избор.

Размитата логика е система, която разчита не на конкретни дефиниции, а обобщения, за да компенсира несигурността или статистическия шум. Този изкуствен интелект се нарича „генетичен размит“, защото непрекъснато усъвършенства отговора си, изхвърляйки по-малкия избор по начин, аналогичен на генетичните процеси на дарвиновия естествен отбор.

Коен го сравнява с обучението на детето как да разпознава стол. След като види само няколко примера, всяко дете може да идентифицира обекта, на който хората седят, като стол, независимо от неговата форма, размер или цвят.

„Ние не се нуждаем от голяма статистическа база данни, за да научим. Разбираме нещата. Правим нещо подобно, за да подражаваме на това с размита логика “, каза Коен.

Коен намери възприемчива публика във Флек, която работеше с бившия Център за изследване на изображенията на UC. В крайна сметка, кой по-добре да се справи с един от най-трудните проблеми на медицинската наука от ракетолог? Коен, космически инженер, се справи със задачата.

Ърнест каза, че хората не трябва да свързват технологията с нейните приложения. Разработеният от него алгоритъм не е разумно същество като злодеите във филмовия франчайз „Терминатор“, а просто инструмент, каза той, макар и мощен с привидно безкрайни приложения.

Компанията на Ърнест създаде EVE, генетично размит ИИ, специализиран в създаването на други генетични размити ИИ. EVE излезе с предсказуем модел за данни за пациенти, наречен LITHium Intelligent Agent или LITHIA за биполярно проучване.

„Този ​​предсказващ модел използва силата на размитата логика, за да ви позволи да вземете по-информирано решение“, каза Ърнест. И за разлика от другите видове AI, размитата логика може да опише на прост език защо е направила своя избор, каза той.

Изследователите се обединиха с д-р Калеб Адлер, заместник-председател на клиничните изследвания в Университета по психиатрия и поведенческа неврология, за да изследват биполярно разстройство, често срещано, повтарящо се и често за цял живот заболяване. Въпреки разпространението на разстройствата на настроението, причините за тях са слабо разбрани, каза Адлер.

"Наистина, това е черна кутия", каза Адлер. „Диагностицираме някой с биполярно разстройство. Това е описание на техните симптоми. Но това не означава, че всички имат едни и същи основни причини. "

Изборът на подходящо лечение може да бъде също толкова сложен.

„През последните 15 години имаше експлозия от лечения за мания. Имаме повече възможности. Но ние не знаем кой ще отговори на какво - каза Адлер. „Ако можем да предскажем кой ще реагира по-добре на лечението, ще спестите време и последствия.“

С подходящи грижи биполярното разстройство е управляемо хронично заболяване за пациенти, чийто живот може да се нормализира, каза той.

Новото проучване на UC, финансирано отчасти от безвъзмездна помощ от Националния институт по психично здраве, идентифицира 20 пациенти, на които е предписан литий за осем седмици за лечение на маниакален епизод. Петнадесет от 20-те пациенти реагираха добре на лечението.

Алгоритъмът използва анализ на два вида сканиране на мозъка на пациента, наред с други данни, за да предскаже със 100 процента точност кои пациенти реагират добре и кои не. А алгоритъмът също така предсказва намаляване на симптомите на осем седмици, постижение, направено още по-впечатляващо от факта, че за прогнозиране са използвани само обективни биологични данни, а не субективни мнения от опитни лекари.

Източник: Университет в Синсинати