Vis daugiau pasaulio žmonių paliečianti liga – Alzheimeris – progresuojanti ir retai diagnozuojama ankstyvoje stadijoje, kai ją vis dar būtų galima veiksmingai pristabdyti. Naudodami dirbtinį intelektą KTU mokslininkai atliko tyrimą, identifikuojantį, ar technologija galėtų būti pritaikoma atminties sutrikimų turintiems asmenims siekiant nustatyti ar jie patiria ankstyvuosius Alzheimerio simptomus.
Vis daugiau pasaulio žmonių paliečianti liga – Alzheimeris – progresuojanti ir retai diagnozuojama ankstyvoje stadijoje, kai ją vis dar būtų galima veiksmingai pristabdyti. Naudodami dirbtinį intelektą KTU mokslininkai atliko tyrimą, identifikuojantį, ar technologija galėtų būti pritaikoma atminties sutrikimų turintiems asmenims siekiant nustatyti ar jie patiria ankstyvuosius Alzheimerio simptomus.
Asociatyvi „Pixabay“ nuotr.
Kauno technologijos universiteto (KTU) Multimedijos inžinerijos katedros tyrėjas Rytis Maskeliūnas teigia, jog veide matomos informacijos klasifikavimas yra kasdienė žmogaus funkcija.
„Bendraujant veidas mums „pasako“ ganėtinai nemažai pokalbio konteksto, ypatingai iš emocinės pusės, tačiau ar galime automatiškai identifikuoti regimuosius stimulus remdamiesi smegenų signalais?“, – klausia tyrėjas.
Nors žmogaus veido vizualinis apdorojimas yra sudėtingas, iš veidų galima sužinoti tokią informaciją, kaip asmens tapatybė ar emocinė būsena. Pagrindinis tyrimo Alzheimerio ligos nustatymui tikslas – ištirti kaip liga veikia žmogaus gebėjimą apdoroti kontekstinę informaciją ir kaip žmogus į tai reaguoja, rašoma pranešime spaudai.
Veidas išduoda pirmuosius ligos simptomus
Pasak R. Maskeliūno, daugelis tyrimų įrodo, kad smegenų ligas galima potencialiai analizuoti nagrinėjant veido raumenų ir akių judesius, nes degeneraciniai smegenų sutrikimai paveikia ne tik atmintį ir pažinimo funkcijas, bet ir kaukolės nervų sistemą, susijusią su minėtais veido (ypač akių) judesiais.
Tyrimo bendraautorė KTU Matematikos ir gamtos mokslų fakulteto Taikomosios matematikos absolventė Dovilė Komolovaitė dalijasi, jog tyrimo metu buvo aiškinamasi, ar Alzheimerio liga sergantis pacientas smegenyse vizualiai apdoroja matomus veidus taip pat, kaip ir asmenys nesergantys šia liga.
„Tyrime naudojamas elektroencefalografas, kuriuo yra išmatuojami smegenyse vykstantys elektriniai impulsai“, – pasakoja D. Komolovaitė, šiuo metu studijuojanti Dirbtinio intelekto magistrantūros studijas.
Šio tyrimo metu testavimas buvo atliekamas su dviejų asmenų grupėmis: sveikų bei ligos paveiktų.
„Alzheimeriu sergančio žmogaus smegenų signalai tipiškai yra žymiai triukšmingesni lyginant su sveiku žmogumi“, – dėsto D. Komolovaitė, pabrėždama, jog taip yra dėl to, kad žmogui patiriant Alzheimerio ligos požymius tampa sunkiau sukoncentruoti ir išlaikyti dėmesį.
Tyrimo metu rodomos žmonių veidų nuotraukos
Tyrime pasirinkta vyresnio amžiaus asmenų grupė, kurią sudaro moterys nuo 60-ies metų. „Vyresnis amžius yra vienas iš pagrindinių rizikos faktorių sergant demencijos ligomis, o kadangi lyties faktorius daro įtaką smegenų bangoms, geriausia atsirinkti tik vienos lyties grupę“, – aiškina D. Komolovaitė.
Tyrimo metu kiekvienas dalyvis atlieka iki valandos trukmės eksperimentus, kuriuose rodomos žmonių veidų nuotraukos. Pasak tyrėjos, šios nuotraukos buvo atrinktos pagal keletą kriterijų: analizuojant emocijų įtaką buvo rodomi neutralūs bei veidai, kuriuose matyti išgąsčio emocija, o analizuojant atpažįstamumo faktorių – rodomi žymūs ir nežymūs asmenys.
Siekiant suprasti, ar žmogus teisingai mato ir supranta veidą, tyrimo dalyvio buvo prašoma po kiekvieno dirgiklio paspausti mygtuką, kuris nurodo, ar parodytą veidą dalyvis mato apverstą ar vertikalų.
„Jau šiame žingsnyje Alzheimerio liga sergantis pacientas daro klaidas, todėl svarbu nustatyti, ar objekto suvokimo sutrikimas atsirado dėl atminties ar regėjimo procesų“, – teigia mokslininkė.
Įkvėpė pažintis su Alzheimerio pacientais
Dirbtinio intelekto magistrantė D. Komolovaitė dalijasi, jog vertina savo studijas dėl to, kad jos padeda atrasti ne tik save, bet ir pažinti kitas įvairias sritis. Informatikos bei matematikos panaudojimas gali sietis su bet kuria kita specialybe ar sritimi.
„Pavyzdžiui, tai galėtų būti rinkodara, kriminologija, medicina, saugumas, aplinkosauga ir šis sąrašas, greičiausiai, niekada ir nesibaigtų“, – vardija tyrėja.
Dar darbe tyrėja atlikus projektą geležinkelių bėgių defektams aptikti iš akselerometro duomenų susidomėjo skaitmeniniu signalų apdorojimu. „Tada prisiminiau mokyklos laikais kilusį interesą apie žmogaus smegenis, tad nusprendžiau pabandyti šiuos du dalykus apjungti į vieną“, – dėsto magistrantė D. Komolovaitė.
Tuo tarpu R. Maskeliūnas teigia, jog dirbti su Alzheimerio liga paskatino bendradarbiavimas su Huntingtono ligos asociacija, kuri atvėrė akis kaip iš tiesų atrodo šie daugelį gąsdinantys neurodegeneratyviniai sutrikimai.
Vėliau tyrėjui teko tiesiogiai susidurti ir su Alzheimerio pacientais.
„Pamačiau, kad dažniausiai diagnozė būna nustatoma per vėlai, kai smegenys būna negrįžtamai pažeistos. Ir nors vaistų nuo to nėra – procesą galima pristabdyti, laimint sveiko gyvenimo metų“, – teigia R. Maskeliūnas.
Praktiškam pritaikymui reikalingi kolegos
Šiandien egzistuoja nemažai žmogaus ir kompiuterio sąveika paremtų technologijų (angl. human-computer interaction) pritaikytų fizinių negalių keliamiems simptomams palengvinti. Robotinės rankos valdymas mintimis ar suparalyžiuoto asmens teksto rašymas įsivaizduojant raides – anokia naujiena. Visgi, bandymas suprasti žmogaus smegenis yra ir tikriausiai ilgai išliks vienas sudėtingiausių uždavinių mokslui.
Šiame tyrime mokslininkai dirbo su elektrodų teikiamais duomenimis, tačiau R. Maskeliūnas pabrėžia, jog norint kurti praktiškai naudojamą įrankį – geriau pasitelkti invaziniu būdu implantuotus mikroelektrodus, kurie gali tiksliau išmatuoti neuronų aktyvumą.
„Žinoma, ir be techninių reikalavimų, turėtų egzistuoti bendruomeniškumu paremta mokslinė aplinka, susitelkusi į Alzheimerio liga sergančių žmonių gyvenimo palengvinimą. Visgi, mano asmenine nuomone, ir po penkerių metų vis dar matysime technologijas, orientuotas į fizinių funkcijų pagerinimą, o dėmesys į smegenų ligomis paveiktus žmones atsiras tik vėliau“, – teigia R. Maskeliūnas.
Pasak D. Komolovaitės, yra būtinas klinikinis tyrimas pasitelkiant medicinos srities kolegas, todėl šis proceso etapas užimtų daug laiko.
„Jeigu šio tyrimo rezultatus norėtume pritaikyti kuriant medicininę technologiją – būtinas ir sertifikavimo procesas“, – pabrėžia tyrėja.
