Οι ψυχιατρικές διαταραχές συχνά προειδοποιούν με λεπτές αλλαγές στο σώμα, πριν εμφανιστούν τα πρώτα εξωτερικά συμπτώματα. Ωστόσο, οι ενδείξεις που κρύβονται στα ιατρικά δεδομένα των εξετάσεων δεν μπορούν να ανιχνευθούν με τις συμβατικές - παραδοσιακές αναλύσεις.

Ο Νικόλαος Κουτσουλέρης στο Ινστιτούτο Ψυχιατρικής "Max Planck" βασίζεται επομένως στην τεχνητή νοημοσύνη. Μαζί με μια διεθνή ερευνητική ομάδα, αναπτύσσει μια ψηφιακή απεικόνιση του ανθρώπινου εγκεφάλου. Στόχος είναι να βοηθήσει στην έγκαιρη διάγνωση των ψυχιατρικών διαταραχών και στη στοχευμένη θεραπεία τους.

Από ορισμένες απόψεις, η εργασία των σεισμολόγων και των ψυχιάτρων δεν διαφέρει και πολύ: οι πρώτοι καταγράφουν τις μικρότερες δονήσεις του φλοιού της γης, προκειμένου να μπορούν να προβλέψουν σεισμούς και ηφαιστειακές εκρήξεις. Όσο νωρίτερα γίνει αυτό, τόσο καλύτερα, ώστε να μπορεί να προειδοποιηθεί και να εκκενωθεί ο πληθυσμός των περιοχών που κινδυνεύουν.

Οι ψυχίατροι, από την άλλη πλευρά, προσπαθούν να διαβάσουν τα σημάδια μιας ψυχικής ασθένειας από τις εμφανείς αλλαγές στη συμπεριφορά. Και αυτοί θέλουν να αναγνωρίσουν όσο το δυνατόν νωρίτερα, από τις "μικρότερες δονήσεις" της ψυχής ενός ατόμου, πόσο υψηλός είναι ο κίνδυνος για ένα μεγαλύτερο "σεισμό", μια ψυχιατρική ασθένεια.

Από την ψύχωση στη σχιζοφρένεια

Ένα άλλο κοινό σημείο: και οι δύο επιστήμες δυσκολεύονται μέχρι σήμερα να κάνουν αξιόπιστες προβλέψεις. Οι ηφαιστειακές εκρήξεις και οι σεισμοί δεν μπορούν να προβλεφθούν με απόλυτη βεβαιότητα – ούτε και η έντασή τους.

Το ίδιο ισχύει και στην ψυχιατρική: "Για παράδειγμα, είναι σχεδόν αδύνατο να προβλεφθεί αν μια μεμονωμένη βραχυπρόθεσμη ψύχωση θα εξελιχθεί σε σοβαρή σχιζοφρένεια", λέει ο Νικόλαος Κουτσουλέρης, επιμελητής και καθηγητής ψυχιατρικής ακριβείας στο Πανεπιστήμιο Ludwig-Maximilians του Μονάχου και στο King’s College του Λονδίνου, καθώς και επικεφαλής μιας ερευνητικής ομάδας στο Ινστιτούτο Ψυχιατρικής Max Planck.

Ωστόσο, αυτό θα ήταν καθοριστικό για τη μετέπειτα ζωή του πάσχοντος, καθώς η σχιζοφρένεια μπορεί να εκτροχιάσει εντελώς τους ανθρώπους. Οι πάσχοντες συχνά εγκαταλείπουν το σχολείο ή τις σπουδές τους, απομακρύνονται από την οικογένεια και τους φίλους τους και καταλήγουν στην ανεργία ή στην πρόωρη συνταξιοδότηση.

Η ασθένεια αποτελεί επίσης κοινωνικό στίγμα, αν και, σε αντίθεση με ό,τι υποδηλώνει το όνομά της ("σχισμένη ψυχή"), δεν έχει καμία σχέση με διάσπαση της προσωπικότητας. Αντίθετα, εκδηλώνεται με παραληρητικές ιδέες, ανησυχία, παθητικότητα, διαταραχές συγκέντρωσης, έως και κινητικές ανωμαλίες, όπως ακαμψία, γκριμάτσες ή άσκοπη κινητική δραστηριότητα.

Οι οξείες ψυχωτικές φάσεις, κατά τις οποίες η αντίληψη και η συμπεριφορά μεταβάλλονται σημαντικά, μπορούν να διαρκέσουν εβδομάδες και μήνες, ενώ μερικές φορές δεν υποχωρούν καθόλου.

Λανθασμένες διαγνώσεις

Μεταξύ 3% και 4% του πληθυσμού πάσχει από ψύχωση κατά τη διάρκεια της ζωής του, ενώ σχεδόν τα δύο τρίτα από αυτούς αναπτύσσουν τελικά σχιζοφρενική ψύχωση. Σε πάνω από 80% των περιπτώσεων, η σχιζοφρένεια εκδηλώνεται μέχρι την ηλικία των 30 ετών.

Μερικές φορές, όμως, εμφανίζεται ήδη σε ηλικία δέκα ή δώδεκα ετών. Σε τόσο νεαρά άτομα, η νόσος μπορεί να οδηγήσει σε καθυστερήσεις στην ανάπτυξη, προβλήματα συντονισμού, καθώς και δυσκολίες στη σκέψη, στην ομιλία ή σε δυσκολίες στην ανάγνωση και την ορθογραφία. "Σε αυτά τα πολύ πρώιμα στάδια της νόσου, τα συμπτώματα είναι δύσκολο να ερμηνευθούν, με αποτέλεσμα να διαγιγνώσκονται συχνά διαταραχές όπως ADHS, αυτισμός ή κατάθλιψη", λέει ο Κουτσουλέρης.

Ο επιστήμονας θέλει να προστατεύσει τους πάσχοντες από ένα τέτοιο πεπρωμένο με τη βοήθεια της τεχνητής νοημοσύνης. "Όταν έδωσα την πρώτη μου διάλεξη με θέμα "Μαθηματικά μοντέλα για την έγκαιρη διάγνωση ψυχιατρικών ασθενειών" το 2008, ήρθαν μόνο τέσσερις ακροατές.

Εν τω μεταξύ, χάρη στην τεράστια πρόοδο στην ανάπτυξη της τεχνητής νοημοσύνης, οι αίθουσες διαλέξεων είναι γεμάτες. Τον Ιανουάριο του 2024, ο Κουτσουλέρης ήταν ένας από τους ιδρυτές της ερευνητικής πλατφόρμας "Virtual Brain Twin"– ενός ψηφιακού μοντέλου του εγκεφάλου για την εξατομικευμένη θεραπεία ψυχιατρικών διαταραχών με έμφαση στη σχιζοφρένεια.

Στο τετραετές αυτό πρόγραμμα συνεργάζονται επιστήμονες από 18 ευρωπαϊκά ερευνητικά ιδρύματα. Στόχος του είναι να καταστήσει πιο αξιόπιστη τη διάγνωση της σχιζοφρένειας, να διερευνήσει νέες μεθόδους θεραπείας και να βοηθήσει στην προσαρμογή των θεραπειών στις ατομικές ανάγκες των ασθενών.

Προς το παρόν, συλλέγονται ακόμη δεδομένα για τον ψηφιακό δίδυμο και βελτιώνονται τα μαθηματικά μοντέλα. "Εκπαιδεύουμε μοντέλα τεχνητής νοημοσύνης με εικόνες μαγνητικής τομογραφίας ασθενών με διαφορετικούς βαθμούς σοβαρότητας της νόσου. Στη συνέχεια, αναλύουμε τι "είδαν" τα μοντέλα στις εικόνες. Τα αποτελέσματα τα διαβιβάζουμε στους προγραμματιστές, οι οποίοι δημιουργούν με βάση αυτά ένα σχέδιο για τον ατομικό ψηφιακό δίδυμο", εξηγεί ο Κουτσουλέρης.

Λεπτές αλλαγές στον εγκέφαλο

Αφετηρία για την πλατφόρμα είναι το λογισμικό "NeuroMiner" που ανέπτυξαν ο Κουτσουλέρης και η ομάδα του. Αυτό το πρόγραμμα αναλύει εικόνες μαγνητικής τομογραφίας του εγκεφάλου καθώς και άλλα δεδομένα του ασθενούς που σχετίζονται με την ασθένεια μέσω τεχνητής νοημοσύνης και αναγνωρίζει λεπτές αλλαγές στη δομή του εγκεφάλου, αόρατες στο ανθρώπινο μάτι, χρόνια πριν από την εκδήλωση μιας ψυχικής ασθένειας.

 Ο εικονικός δίδυμος πηγαίνει ένα βήμα παραπέρα και αναπαράγει στον υπολογιστή ορισμένες διαδικασίες που σχετίζονται με ψυχιατρικές ασθένειες: Βασίζεται σε εικόνες μαγνητικής τομογραφίας, στις οποίες μπορεί να διαβαστεί η δραστηριότητα των νευρικών κυττάρων στον εγκέφαλο.

Με βάση τις αλλαγές που είναι ορατές σε αυτές, οι ερευνητές μπορούν να ανακατασκευάσουν διαταραγμένες διαδικασίες. Σε αυτές προστίθενται εικόνες μαγνητικής τομογραφίας από υγιείς και ασθενείς πριν και μετά τη χορήγηση φαρμάκων σε διάφορες δοσολογίες.

Έτσι, το πρόγραμμα μαθαίνει πώς διαφέρει η επίδρασή τους σε διαφορετικούς ασθενείς. Επιπλέον, λαμβάνονται υπόψη οι τιμές του αίματος, οι μετρήσεις των εγκεφαλικών κυμάτων (EEG) και οι αναλύσεις του γενετικού υλικού. Το πρόγραμμα τεχνητής νοημοσύνης μπορεί επίσης να χρησιμοποιήσει δεδομένα από αναλύσεις γονιδίων και πρωτεϊνών, καθώς και από την επίδραση των φαρμάκων.

Έτσι δημιουργείται η ψηφιακή απεικόνιση μιας μέσης έκδοσης του ανθρώπινου εγκεφάλου.

Ο ψηφιακός δίδυμος μπορεί τώρα να προσαρμόσει αυτόν τον "μέσο εγκέφαλο" στις συνθήκες του κάθε ασθενούς και, για παράδειγμα, να υπολογίσει την πιθανότητα να εξελιχθεί μια μεμονωμένη ψύχωση σε σχιζοφρένεια ή ποια φάρμακα θα είναι αποτελεσματικά για τον συγκεκριμένο ασθενή.

Με κάθε νέο ασθενή, ο ψηφιακός δίδυμος μαθαίνει και βελτιώνεται. "Ωστόσο, η προβλεπτική ικανότητα δεν θα είναι 100%, καθώς πολλά πράγματα σχετικά με τη σχιζοφρένεια και τη λειτουργία του εγκεφάλου δεν είναι ακόμη γνωστά", προσθέτει ο Κουτσουλέρης.

Πηγές:
Ινστιτούτο Μax Planck

Ειδήσεις υγείας σήμερα
Ι. Βαρδακαστάνης: Το αναπηρικό κίνημα συνεχίζει να αγωνίζεται και να διεκδικεί
Ενδυνάμωση των ασθενών: Καμπάνια ευαισθητοποίησης για την ενίσχυση υιοθέτησης της περιτοναϊκής κάθαρσης στην Ελλάδα
Ποιες τροφές αυξάνουν την καλή χοληστερόλη