Un studiu recent utilizează monitorizarea somnului și inteligența artificială pentru detectarea Alzheimer
Cercetătorii de la Universidad Carlos III de Madrid (UC3M) și de la Hospital Universitario Severo Ochoa din Leganés, parte a rețelei publice de sănătate a Comunidad de Madrid, au dezvoltat o metodologie care folosește inteligența artificială (IA) pentru a analiza activitatea electrică a creierului în timpul somnului, facilitând astfel diagnosticarea timpurie a bolii Alzheimer.
Studiul, publicat recent în jurnalul științific GeroScience, demonstrează că analiza undelor cerebrale nocturne, utilizând tehnici de învățare automată, permite identificarea noninvazivă a alterărilor neuronale timpurii și clasificarea pacienților în trei subgrupuri biologice distincte.
Bola Alzheimer este o afecțiune neurodegenerativă progresivă, iar simptomele clinice apar de obicei la 10-20 de ani după declanșarea proceselor patologice în creier. Medicamentele disponibile în prezent sunt eficiente doar dacă sunt administrate în stadiile incipiente ale bolii.
Deși testarea plasmatică pentru p-tau217 începe să fie integrată în practica clinică în unele spitale din Spania, disponibilitatea sa nu este uniformă în cadrul Sistemului Național de Sănătate. De multe ori, evaluarea clinică a pacientului necesită completarea acestei informații cu tehnici avansate, cum ar fi tomografia cu emisie de pozitroni (PET) sau proceduri invazive, cum ar fi puncția lombară pentru analiza lichidului cefalorahidian care înconjoară creierul și măduva spinării. Aceste teste sunt de obicei efectuate în etape relativ tardive, când simptomele sunt deja evidente.
Cercetările se concentrează pe somn, un moment de activitate intensă în care creierul îndeplinește curățarea celulară a deșeurilor metabolice, inclusiv proteina beta-amiloid. Există o relație bidirecțională în acest proces, în care Alzheimer alterează arhitectura somnului, iar, la rândul său, tulburările de somn favorizează mecanismele care accelerează progresia bolii.
Înregistrarea activității electrice în timpul somnului ne oferă o fereastră spre procesele biologice care, de-a lungul anilor, pot duce la pierderea memoriei și la simptomele caracteristice ale bolii Alzheimer.
„Cu cercetarea noastră, ne dorim un instrument care să permită diagnosticarea timpurie a Alzheimer, unul care să fie noninvaziv, accesibil și capabil să fie extins la majoritatea populației”, explică Dr. Anna Michela Gaeta, specialist în Pulmonologie la Hospital Universitario Severo Ochoa.
În cadrul studiului, echipa de cercetare a analizat o bază de date unică, combinând înregistrările de activitate electrică nocturnă – cunoscute sub numele de polisomnografii – cu date despre expresia proteinelor obținute din lichidul cefalorahidian al pacienților. Această bază de date a fost creată în cercetări anterioare conduse de Dr. Gerard Piñol Ripoll și Dr. Ferrán Barbé, incluzând 42 de pacienți cu Alzheimer ușor până la moderat și 58 de controale cognitive sănătoase. Datorită finanțării de la Instituto de Salud Carlos III, echipa din Lérida a compilat toate datele și a construit depozitul care a fost ulterior analizat de cercetătorii din acest nou studiu.
„Semnalele au fost înregistrate folosind o serie de electrozi plasați pe scalp care captează activitatea electrică a neuronilor pe parcursul nopții. Am folosit IA pentru a analiza această activitate electrică și a identifica anumite modificări care pot detecta acumularea proteinelor în creier, ceea ce va duce ulterior la boli neurodegenerative”, explică Lorena Gallego Viñarás, din Departamentul de Neuroștiințe și Științe Biomedicale la UC3M. Ea precizează că „IA nu își propune să înlocuiască teste medicale, ci mai degrabă să sprijine diagnosticarea timpurie. Aceasta permite analiza informațiilor într-un mod mult mai detaliat pentru a facilita diagnozele mai timpurii și, în consecință, inițierea tratamentelor mult mai devreme.”
Această tehnologie bazată pe inteligența artificială a reușit să diferențieze cu o mare precizie indivizii sănătoși de pacienții cu Alzheimer. În plus, prin corelarea acestor date cu biomarkerii esențiali din lichidul cefalorahidian – cum ar fi beta-amiloid (Aβ42), tau fosforilat (p-tau181), tau total (t-tau) și lanțul ușor al neurofilamentului (NfL) – algoritmul a identificat trei subgrupuri distincte sau subclustere de pacienți cu Alzheimer. Aceste profiluri au prezentat diferențe graduale în nivelurile biomarkerilor, demonstrând că boala prezintă semnături biologice diferite încă din etapele ei timpurii.
În viitor, aceste instrumente bazate pe studiile de somn nocturn ar putea completa testele de sânge, precum cele pentru proteina p-tau217. Această abordare ar putea oferi o metodă de screening cost-eficientă, fezabilă din confortul casei pacientului, pentru a detecta Alzheimer-ul preclinic, contribuind în același timp la tratarea tulburărilor de somn, ajutând astfel la încetinirea progresiei declinului cognitiv.
„Un alt lucru pe care l-am învățat din această cercetare este că viitorul științei în acest domeniu se bazează pe integrarea diferitelor discipline, cum ar fi neurologia, pulmonologia și ingineria. Această colaborare este esențială pentru că medicamentele sunt în prezent dezvoltate pentru a acționa doar în etapele incipiente ale bolii”, concluzionează Dr. Anna Michela Gaeta.
