Si AI mund të përmirësojë terapitë e stimulimit të trurit

Truri i njeriut, ashtu si çdo gjë, përdor energjinë elektrike për të funksionuar. Neuronet dërgojnë dhe marrin vazhdimisht sinjale elektrike. Truri i gjithsecilit funksionon paksa ndryshe, dhe shkencëtarët tani po i afrohen më shumë për të përcaktuar se si funksionon aktiviteti elektrik në trurin e pacientëve individualë dhe si ta stimulojnë atë për të trajtuar çrregullimet neurologjike dhe psikiatrike. Disa shkencëtarë madje po përdorin teknologji të avancuar parashikuese të AI për të përmirësuar metodat e tyre të terapisë së stimulimit të trurit.

Ideja e stimulimit të trurit nuk është e re dhe mbart me vete fyerjen kulturore të One Flew Over the Cuckoo’s Nest, një përshkrim veçanërisht brutal i terapisë elektrokonvulsive (ECT). Megjithëse ECT është ende në përdorim sot për të trajtuar depresionin dhe çrregullimet e tjera, ajo ka bërë një rrugë të gjatë që nga shpikja e saj në vitet 1930.

Përtej ECT, ekzistojnë terapi si stimulimi i nervit vagus (VNS), stimulimi magnetik transkranial (TMS), terapia e konfiskimeve magnetike (MST), stimulimi i rrymës transkraniale (tCS) dhe stimulimi i thellë i trurit (DBS). Ndryshe nga stimulimi joinvaziv i trurit, i cili bëhet nga jashtë pa asnjë ndërhyrje kirurgjikale, stimulimi i thellë i trurit përfshin një operacion për të implantuar elektroda në tru. Zakonisht përdoret për trajtimin e çrregullimeve të rënda neurologjike si sëmundja e Parkinsonit. TMS, e cila është joinvazive, përdoret aktualisht për të trajtuar depresionin.

Flavio Frohlich, drejtor i Qendrës së Karolinës për Neurostimulimin në Shkollën e Mjekësisë UNC, i tha Gizmodo-s se teknikat e tjera të stimulimit të trurit që përdorim sot zakonisht përdorin shumë më pak energji elektrike sesa ECT.

“Konotacioni kulturor vjen nga terapia elektrokonvulsive, ose ECT, e cila është treguar të jetë një nga trajtimet më efikase për depresionin vërtet shumë të rëndë. Por ai gjithashtu ka një profil të efekteve anësore që nuk duhet të shpërfillet, “tha Frohlich. “Përfundimi është se këto qasje joinvazive të stimulimit të trurit që ne po studiojmë sot përdorin rreth një të mijtën e energjisë së ECT.”

Megjithëse ka shumë përparime të reja emocionuese në teknikat e stimulimit të trurit, ekspertët me të cilët folëm për këtë artikull vunë në dukje se stimulimi i trurit zakonisht nuk duhet të jetë terapia e parë që dikush përpiqet të trajtojë një çrregullim. Stimulimi i thellë i trurit përfshin operacionin, i cili vjen me rreziqet e veta, dhe vetë stimulimi mund të shkaktojë efekte anësore që variojnë nga problemet e të folurit deri te ndryshimet e humorit. Stimulimi joinvaziv i trurit mund të shkaktojë gjithashtu efekte anësore, të cilat zakonisht janë relativisht të lehta, të tilla si personi që përjeton dhimbje koke ose dhimbje në vendin e trajtimit.

Por për miliona amerikanë që vuajnë nga çrregullime neurologjike dhe psikologjike që nuk reagojnë mirë ndaj terapive ose mjekimeve të tjera, stimulimi i trurit mund të bëhet një terapi alternative shumë e rëndësishme. Siç qëndrojnë gjërat, shumë po jetojnë me këto çrregullime pa ndonjë mënyrë efektive për të lehtësuar simptomat e tyre.

“Për të gjetur mënyra të mira për t’iu përgjigjur në mënyrë dinamike trurit, ne duhet të kemi një model të mirë ose një kuptim të mirë të asaj që do të jetë ajo përgjigje. Ne duhet të jemi në gjendje ta parashikojmë atë. Truri është shumë kompleks”, tha Frohlich. “Nuk ka asnjë model matematikor ku mund të thuash, nëse e vendos këtë, kjo do të ndodhë. Kjo është me të vërtetë ajo që ne duhet të kuptojmë.”

Ajo që është e re dhe emocionuese për stimulimin e trurit është se studiuesit po i afrohen më shumë aftësisë për të personalizuar këto terapi për t’i bërë ato të funksionojnë më mirë për pacientët. Frohlich tha se ideja është të monitorohet truri ndërsa ai stimulohet dhe të vëzhgohet sesi truri i atij personi të veçantë po i përgjigjet stimulimit. Bazuar në atë informacion, ju mund të rregulloni se ku jeni duke stimuluar, intensitetin e stimulimit dhe më shumë. Ky quhet “stimulim i ciklit të mbyllur”. Nëse një sasi e vogël stimulimi po prodhon përgjigjen ideale në një rajon të caktuar të trurit, atëherë nuk keni nevojë të rrisni stimulimin.

Në thelb, ne duhet të jemi në gjendje të parashikojmë se si truri do t’i përgjigjet stimulimit, dhe ne nuk kemi qenë në gjendje ta bëjmë këtë. Kjo është ajo për të cilën shkencëtarët po punojnë dhe hulumtimi i botuar në revistën Nature Biomedical Engineering në fillim të këtij viti tregoi se si mësimi i makinerive mund të përdoret për të përmbushur këtë qëllim.

Maryam Shanechi, një asistent profesor i inxhinierisë elektrike dhe kompjuterike në Universitetin e Kalifornisë Jugore, drejtoi ekipin që kreu këtë hulumtim. Ekipi përdori një valë të re stimulimi elektrik për të monitoruar aktivitetin e trurit dhe një model të mësimit të makinës për të parashikuar se si truri do t’i përgjigjej stimulimit të thellë të trurit. Në këtë rast, ata po bënin stimulim të thellë të trurit dhe sistemi i tyre funksiononte mjaft mirë. Ata zbuluan se ishin në gjendje të parashikonin me saktësi se si do të ndryshonte aktiviteti i trurit bazuar në mënyrën se si ata po e stimulonin trurin.

Le të themi se erdhi një pacient i cili vuante nga depresioni. Personi që kryen terapinë do të matë aktivitetin e trurit të tij dhe algoritmi i mësimit të makinerive do të deshifrojë se cilat janë nivelet aktuale të simptomave të bazuara në nivelet e aktivitetit dhe më pas do të përcaktojë se sa stimulim do të kërkohet për të reduktuar simptomat. Shanechi tha se procesi “përsëritet në kohë reale derisa niveli i simptomave të zbutet plotësisht”.

“Për sa i përket mësimit të makinerive, në të vërtetë asgjë që bëjmë nuk kërkon invazivitet,” i tha Shanechi. “Pra, të njëjtat lloj teknikash që kemi zhvilluar për stimulimin e thellë të trurit… ju mund të ndryshoni grupin e të dhënave për të bërë regjistrimin joinvaziv të trurit.”

Shanechi tha se zbulimi se si të bëhet në mënyrë efektive stimulimi i personalizuar i trurit si ky është i rëndësishëm, sepse tani ne po aplikojmë të njëjtin lloj stimulimi për të gjithë, pavarësisht se si funksionon truri i tyre, dhe çrregullimet shfaqen ndryshe në trurin e njerëzve të ndryshëm.

“Kur nuk ke personalizim, thjesht stimulohesh gjatë gjithë kohës. Ju nuk i gjurmoni simptomat, “tha Shanechi. “Një gjë që ne duam të bëjmë është të zhvillojmë algoritme dhe dekodera të mësimit të makinerive që mund, bazuar në aktivitetin e trurit, të deshifrojnë në kohë reale se si po ndryshojnë simptomat e dikujt, në mënyrë që të mund të stimuloni sipas nevojës dhe të siguroni sasinë minimale të stimulimit.”

Në mënyrë që stimulimi i personalizuar i trurit të jetë i disponueshëm gjerësisht, shkencëtarët do të duhet të kryejnë prova klinike dhe të marrin këto lloje të terapive të miratuara nga FDA. Ne nuk e dimë ende nëse këto terapi do të jenë thjesht një mënyrë tjetër për të trajtuar çrregullimet neurologjike dhe mendore ose nëse ato mund të kurojnë disa çrregullime. Frohlich dhe Shanechi të dy thanë se shpresojnë që aftësia e trurit për të rilidhur vetveten – një aftësi e njohur si neuroplasticitet – mund të nënkuptojë se stimulimi i trurit mund të shkaktojë një ndryshim të përhershëm në mënyrën se si truri i dikujt lidhet dhe të kurojë sëmundjen e tyre.

“Zbutja e simptomave është mjaft e vlefshme dhe shumica e grupeve synojnë të lehtësojnë simptomat,” tha Shanechi. “Ata shpresojnë që duke lehtësuar simptomat në afat të gjatë, nëse stimuloni, ju gjithashtu mund të zvogëloni mbështetjen e pacientit në terapi dhe potencialisht t’i kuroni ato duke përfshirë këto qarqe të trurit dhe ndoshta duke përfshirë disa procese adaptive.”

Metodat e ndryshme të stimulimit të trurit të diskutuara më sipër mund të ofrojnë terapi alternative neurologjike vendimtare. Ne kemi ende shumë për të mësuar se si funksionojnë vërtet këto terapi dhe sa efektive do të jenë për njerëzit që i marrin ato. Të dhënat e jetës reale për këtë teknologji mjekësore janë ende në rrjedhë, por ato po evoluojnë dhe, me shpresë, u ofrojnë shpresë miliona pacientëve me kushte rezistente ndaj trajtimit.