مبارزه فناورانه با آلزایمر
یک مدل یادگیری ماشینی می‌تواند با تشخیص الگوهای داده‌های دیجیتال، بیماری را بسرعت تشخیص دهد
مغز یکی از پیچیده‌ترین ساختارهای شناخته‌شده جهان و شبکه‌ای از سلول‌ها و نورون‌هاست که حس، حرکت، فکر، خاطرات و احساس را کنترل می‌کند. اما هنگامی که این شبکه آسیب می‌بیند، فرد ممکن است به زوال عقل مبتلا شود؛ یک بیماری تخریب‌کننده عصبی که بر خاطرات و شخصیت او تأثیر می‌گذارد.
به گزارش گروه اقتصادی ایران آنلاین، جالب است بدانید که زوال عقل بخشی طبیعی از پیری نیست و اگرچه علائم قابل مشاهده، بیشتر در سالمندی خود را نشان می‌دهد، اما بیماری‌های زمینه‌ساز آلزایمر اغلب خیلی زودتر ایجاد می‌شوند. از آنجا که تشخیص بموقع آلزایمر نقشی کلیدی در جلوگیری از پیشرفت این بیماری دارد، فعالان حوزه فناوری به این موضوع ورود کرده‌اند تا با کمک ابزارهای پوشیدنی، گوشی‌های هوشمند و تشخیص زودهنگام بیماری آلزایمر، بتوان به این جامعه هدف کمک کرد.
یکی از طرح‌های بزرگ به منظور تشخیص زودهنگام بیماری آلزایمر، یک همکاری سه‌ساله بین تحقیقات آلزایمر بریتانیا و مرکز تحقیقات بیماری آلزایمر دانشگاه بوستون است. گفته می‌شود، نتیجه این مطالعه می‌تواند بیماری‌های عصبی را ۱۰ تا ۱۵ سال قبل از ظهور اولین علائم تشخیص دهد که خود رکورد بزرگی است.
در قالب این همکاری قرار است داوطلبان از اپلیکیشن‌های گوشی‌های هوشمند و فناوری‌های پوشیدنی مانند ساعت‌های هوشمند و هدبند استفاده کنند تا با جمع‌آوری داده‌های دیجیتالی بتوان سال‌ها قبل از بروز علائم آلزایمر، این بیماری را شناسایی کرد.
در این طرح ۲۰۰ داوطلب مبتلا به زوال عقل و ظاهراً سالم به مدت یک سال و دو هفته در هر سه ماه از این دستگاه‌ها استفاده خواهند کرد. اپلیکیشن‌های گوشی هوشمند، ساعت‌های هوشمند و سنسورهای استاتیک مجهز به هوش مصنوعی، چندین عامل از جمله خواب، فعالیت عصبی، شناخت، گفتار و زبان، مهارت‌های حرکتی ظریف و فعالیت بدنی را کنترل می‌کنند.
داده‌ها با مرکز تشخیص زودهنگام بیماری‌های عصبی (EDoN) به اشتراک گذاشته خواهند شد تا همراه با داده‌های بالینی مانند اسکن مغز، توسط کارشناسان تجزیه و تحلیل شوند.
با ادغام مقادیر زیادی از اطلاعات دیجیتال و بالینی گذشته‌نگر و آینده‌نگر، EDoN قصد دارد یک مدل یادگیری ماشینی قوی ایجاد کند که قادر به تشخیص الگوها یا اثر انگشت‌های ظریف در داده‌های دیجیتال افراد باشد و بیماری را در همان مراحل اولیه تشخیص دهد.
دکتر جسی مز، مدیر بالینی اصلی این مرکز می‌گوید: بیماری‌هایی که باعث زوال عقل می‌شوند می‌توانند از میانسالی شروع شوند، اما ما در حال حاضر روش‌های ارزان و غیرتهاجمی برای تشخیص این بیماری اولیه نداریم. فناوری‌های دیجیتالی مانند گوشی‌های هوشمند و فناوری‌های پوشیدنی می‌توانند مدلی کم‌هزینه با کاربری آسان برای تشخیص برخی از تغییرات اولیه بسیار ظریف در بیماری‌هایی مانند آلزایمر ارائه دهند.
یک هدبند فناورانه
فناوری‌های پوشیدنی می‌توانند با ردیابی مستمر وضعیت سلامت بیماران، هم در تشخیص زودهنگام و هم در درمان بیماری آلزایمر کارآمد باشند. یکی از این فناوری‌های جالب، یک هدبند فناورانه ویژه شب است که توسط تیمی از محققان پردیس پزشکی دانشگاه کلرادو و دانشگاه واشنگتن در سنت لوئیس طراحی شده است. این هدبند در واقع یک نشانگر زیستی دیجیتال است و «بریس مک کانل»، استادیار عصب‌شناسی در دانشکده پزشکی دانشگاه کلرادو می‌گوید: این نشانگر زیستی دیجیتال (digital biomarker) اساساً هر دستگاه هدبند ساده الکتروانسفالوگرافی (EEG) را قادر می‌سازد به عنوان یک ردیاب تناسب اندام برای سلامت مغز استفاده شود. (EEG شامل استفاده از الکترودهایی است که روی پوست سر قرار می‌گیرند تا فعالیت الکتریکی مغز را ثبت کنند.)
این هدبند درست در زمانی که کاربر خواب است به جمع‌آوری اطلاعات از مغز وی می‌پردازد. در واقع این نشانگر زیستی دیجیتال بر الکتروانسفالوگرافی یا EEG تکیه دارد که الگوهای امواج مغزی مرتبط با حافظه و نحوه پردازش حافظه در طول چرخه‌های خواب عمیق را تشخیص می‌دهد. سیگنال‌های EEG همچنین می‌توانند مراحل اولیه اختلال شناختی خفیف ناشی از بیماری آلزایمر را تشخیص دهند تا قبل از پیشرفت بیماری، استراتژی‌های پیشگیرانه به کار گرفته شود. محققان در این مطالعه، داده‌های ۲۰۵ فرد مسن را تجزیه و تحلیل و مشکلات قابل توجه مرتبط با سطوح پروتئینی مانند
آمیلوئید و تاو (پروتئین‌های مؤثر در ظهور بیماری آلزایمر) را شناسایی کردند.
در واقع این هدبند فناورانه از میدان‌های الکتریکی بسیار کم برای تأثیرگذاری بر فعالیت در مغز استفاده می‌کند که قدرت کمتری نسبت به میدان تولید شده توسط تلفن همراه دارد و کاملاً بی‌خطر است. این مطالعه نشان داد، این هدبند با تغییر سطح پروتئین‌ها که بسیاری از دانشمندان معتقدند در بیماری آلزایمر نقش دارند، التهاب را به میزان قابل توجهی کاهش می‌دهد. بنابراین چنین دستگاهی علاوه بر شناسایی زودهنگام بیماری، به مراقبین حرفه‌ای در ایجاد برنامه‌های درمانی کمک می‌کند. از سوی دیگر به خانواده‌های بیماران برای تصمیم‌گیری آگاهانه در مراقبت از بیماران کمک می‌کند.
گروهی دیگر از محققان هم در حال تحقیق بر یک دستگاه مشابه هدفون (ear-EEG) هستند که علاوه بر اندازه‌گیری امواج مغزی، امکان اندازه‌گیری سایر متغیرهای مرتبط با خواب را نیز فراهم می‌کند. این دستگاه شامل یک اکسی‌متر برای اندازه‌گیری سطح اکسیژن خون، یک دماسنج برای دمای بدن و یک میکروفون برای ارزیابی ضربان قلب و تنفس است. دانشمندان امیدوارند که ساخت این دستگاه با کاربری آسان، غربالگری در مقیاس بزرگ برای آلزایمر و پارکینسون را در جمعیت عمومی تسهیل کند.
جوراب‌های هشداردهنده
گروهی از دانشمندان به دنبال طراحی و تولید جوراب‌هایی هستند که بتواند علائم اولیه بیماری آلزایمر را تشخیص دهد. به گفته این دانشمندان، تلاش می‌شود تا سنسورهای موجود در این جوراب‌ها علائم اولیه آلزایمر و پریشانی ذهن را تشخیص دهند. همچنین قرار است جوراب به گونه‌ای کار کند که امکان ارسال داده‌ها را به مراقب بیمار یا پزشک و پرستار داشته باشد. گفته می‌شود که این جوراب‌ها می‌توانند ضربان قلب و ترشحات بدن از جمله عرق را اندازه‌گیری کنند.
اکتیگراف، یک دستگاه شبیه ساعت
یکی از ابزارهای فناورانه که توسط دانشمندان دانشگاه هاپکینز در حال توسعه است و انتظار می‌رود به شناسایی بیماران مبتلا به آلزایمر کمک کند، دستگاه ساعت‌مانندی به نام اکتیگراف (actigraph) است که الگوهای فعالیت روزانه کاربر را کنترل می‌کند. در این مطالعه ۸۲ سالمند با میانگین سنی ۷۶ سال مورد بررسی قرار گرفته‌اند تا میزان تجمع پروتئین آمیلوئید بتا در مغز آنها مشخص شود. اکتیگراف‌ها تفاوت‌های قابل توجهی در الگوهای فعالیت بین افرادی با تجمع بالای آمیلوئید و افراد فاقد آن نشان دادند. به طور خاص، بزرگسالان آمیلوئید مثبت در بعدازظهرها نسبت به افرادی با آمیلوئید منفی، فعالیت بیشتری داشتند. این یافته‌ها نشان می‌دهد که اکتیگراف‌ها می‌توانند در تشخیص علائم اولیه آلزایمر قبل از بروز اختلالات شناختی قابل توجه، مفید باشند.
دقیقاً مشخص نیست که چرا تجمع آمیلوئید منجر به الگوهای فعالیت متفاوت در زمان‌های خاص روز می‌شود. با این حال، یک پدیده شناخته‌شده در میان افراد مبتلا به بیماری آلزایمر به نام «غروب آفتاب sundowning» وجود دارد که در آن بی‌قراری در بعد از ظهر و اوایل عصر افزایش می‌یابد و ممکن است ناشی از خواب ضعیف باشد. تحقیقات نشان می‌دهد که پلاک‌ها و گره‌های آمیلوئیدی یک یا دو دهه قبل از تشخیص فرد در مغز شروع به تجمع می‌کنند و درصورت به کار گرفتن درمان‌های کاهنده سرعت پیشرفت بیماری، آلزایمر قابل کنترل خواهد بود.
سنسور تشخیص زودهنگام آلزایمر
گروهی از محققان در حال توسعه حسگر جدیدی هستند که می‌تواند در مراحل اولیه، آلزایمر و تعدادی از بیماری‌های دیگر را تشخیص دهد. این حسگر به گونه‌ای طراحی شده است که به‌سرعت به شناسایی نوع خاصی از یک سیتوکین به نام فاکتور نکروز تومور آلفا (TNF آلفا) که با التهاب موجود در بدن مرتبط است، می‌پردازد. طبق تحقیقات، سطوح غیرطبیعی سیتوکین با طیف گسترده‌ای از بیماری‌ها از جمله آلزایمر، سرطان‌ها، بیماری‌های قلبی- عروقی و خود ایمنی مرتبط است. TNF آلفا این توانایی را دارد که به عنوان یک نشانگر زیستی و یک ویژگی قابل اندازه‌گیری عمل کند، پس می‌تواند وضعیت سلامت بدن را نشان دهد. به گفته محققان، این حسگرها بسیار کوچک هستند و این قابلیت را دارند که در مطب پزشک برای کمک به تشخیص بیماری‌های مختلف از جمله آلزایمر مورد استفاده قرار گیرند.
اینترنت، یاریگر سالمندان
بسیاری از محققان معتقدند باید با راهکارهایی، احتمال و ریسک ابتلای افراد به آلزایمر را از بین برد که مهم‌ترین آن به چالش‌کشیدن مغز در سنین بالاست. از نگاه آنها گشت و گذار در اینترنت می‌تواند به محافظت در برابر زوال عقل در میان افراد مسن کمک کند. یک مطالعه جدید نشان می‌دهد، احتمال ابتلا به زوال عقل در افراد مسن که به طور منظم از اینترنت استفاده می‌کنند، تقریباً نصف افرادی است که به طور منظم از اینترنت استفاده نمی‌کنند. نتایج این تحقیق نشان می‌دهد که فعالیت‌هایی مانند استفاده از رایانه یا نوشتن، با ۱۱درصد کاهش خطر ابتلا به آلزایمر طی یک دوره ۱۰ ساله مرتبط است.
۶میلیون بیمار آلزایمر در امریکا
سازمان جهانی بهداشت (WHO) می‌گوید، در هر ۳.۲ ثانیه، یک فرد جدید به بیش از ۵۵ میلیون بیمار فعلی مبتلا به آلزایمر در سراسر جهان اضافه می‌شود و انتظار می‌رود که به دلیل ظهور تقریباً سالانه ۱۰ میلیون مورد جدید، این تعداد تا سال ۲۰۵۰ به ۱۳۹ میلیون نفر افزایش یابد.
طبق این آمار، ۶۰ درصد از بیماران مبتلا به آلزایمر در جهان در کشورهایی با درآمد متوسط یا کم زندگی می‌کنند، هر چند در کشورهای توسعه‌یافته نیز تعداد مبتلایان به این بیماری روبه افزایش است. به عنوان مثال، آمار نشان از وجود بیش از ۶ میلیون بیمار مبتلا به آلزایمر در امریکا در سال گذشته و ۱۰ میلیون بیمار در چین دارد.
آلزایمر که از آن به عنوان «کابوس قرن بیست و یکم» یاد می‌شود، یک وضعیت پزشکی است که در نتیجه مرگ سلول‌های مغزی ایجاد و منجر به از دست دادن حافظه، زوال عقل و کاهش کلی عملکردهای شناختی در طول زمان می‌شود. هزینه جهانی مراقبت‌های پزشکی این بیماری که فعلاً برای آن هیچ روش درمانی قطعی شناخته‌شده‌ای وجود ندارد، بیش از ۱.۳ تریلیون دلار است و پیش‌بینی می‌شود این رقم تا سال ۲۰۳۰ به ۲.۸ تریلیون دلار افزایش یابد؛ رقمی که از تولید ناخالص داخلی سالانه (GDP) ایتالیا که هشتمین اقتصاد بزرگ جهان است، پیشی خواهد گرفت.
انتهای پیام/