Mayo Clinic AI Mengungkap Pola Otak Tersembunyi untuk Mendeteksi Demensia Dini

Peneliti Mayo Clinic menggunakan AI untuk meningkatkan analisis tes EEG, membantu deteksi demensia dini.

Read Also

Dari orang Prancis hingga penyelamat kucing, pusat trauma hewan di New York menangani kasus-kasus yang paling rumit

17 Mar 2024

Dengan menganalisis pola gelombang otak secara lebih tepat, AI mengungkap tanda-tanda halus penurunan kognitif yang mungkin terlewatkan oleh para ahli. Pengembangan ini, yang didasarkan pada data dari lebih dari 11.000 pasien, menunjukkan potensi EEG untuk menjadi alat diagnostik yang lebih mudah diakses untuk masalah kognitif, terutama di daerah yang kurang terlayani.

Mengembangkan Analisis EEG dengan AI dan Pembelajaran Mesin

Para ilmuwan di Mayo Clinic menggunakan kecerdasan buatan (AI) dan pembelajaran mesin untuk menganalisis tes elektroensefalogram (EEG) lebih cepat dan tepat, sehingga memungkinkan ahli saraf menemukan tanda-tanda awal demensia di antara data yang biasanya tidak diperiksa.

EEG yang sudah ada sejak seabad lalu, yang mana selusin atau lebih elektroda ditempelkan di kulit kepala untuk memantau aktivitas otak, sering digunakan untuk mendeteksi epilepsi. Hasilnya ditafsirkan oleh ahli saraf dan pakar lain yang terlatih untuk menemukan pola di antara gelombang berkelok-kelok dalam tes tersebut.

Meningkatkan Deteksi Dini Demensia dengan AI

Read Also

Model Sel Surya Baru Melebihi Persamaan Berusia 80 Tahun

31 Jul 2024

Dalam penelitian baru yang diterbitkan hari ini (31 Juli) di jurnal Komunikasi Otakpara ilmuwan di Program AI Neurologi Klinik Mayo (NAIP) menunjukkan bagaimana AI tidak hanya dapat mempercepat analisis, tetapi juga memberi tahu para ahli yang meninjau hasil pengujian tentang pola abnormal yang terlalu halus untuk dideteksi manusia. Teknologi ini menunjukkan potensi untuk suatu hari membantu dokter membedakan penyebab masalah kognitif, seperti Penyakit Alzheimer penyakit dan demensia Lewy body. Penelitian menunjukkan bahwa EEG, yang lebih banyak tersedia, lebih murah, dan kurang invasif daripada tes lain untuk mengetahui kesehatan otak, bisa menjadi alat yang lebih mudah diakses untuk membantu dokter mendeteksi masalah kognitif pada pasien sejak dini.

“Ada banyak informasi medis dalam gelombang otak ini tentang kesehatan otak dalam EEG,” kata penulis senior David T. Jones, MD, seorang ahli saraf dan direktur NAIP. “Sudah diketahui umum bahwa Anda dapat melihat gelombang ini melambat dan terlihat sedikit berbeda pada orang yang memiliki masalah kognitif. Dalam penelitian kami, kami ingin mengetahui apakah kami dapat mengukur dan mengkuantifikasi jenis perlambatan itu secara akurat dengan bantuan AI.”

Mengembangkan Alat AI Dengan Data Ekstensif

Untuk mengembangkan alat tersebut, para peneliti mengumpulkan data dari lebih dari 11.000 pasien yang menerima EEG di Mayo Clinic selama satu dekade. Mereka menggunakan pembelajaran mesin dan AI untuk menyederhanakan pola gelombang otak yang kompleks menjadi enam fitur spesifik, mengajarkan model untuk secara otomatis membuang elemen tertentu, seperti data yang harus diabaikan, untuk fokus pada pola yang menjadi ciri masalah kognitif seperti penyakit Alzheimer.

“Sungguh luar biasa bagaimana teknologi ini membantu mengekstraksi pola EEG dengan cepat dibandingkan dengan pengukuran demensia tradisional seperti pengujian kognitif di tempat tidur, biomarker cairan, dan pencitraan otak,” kata Wentao Li, MD, salah satu penulis pertama makalah yang melakukan penelitian dengan NAIP saat menjadi rekan neurologi perilaku klinis Mayo Clinic.

“Saat ini, salah satu cara umum yang kami gunakan untuk mengukur pola dalam data medis adalah dengan pendapat ahli. Dan bagaimana kami tahu bahwa pola tersebut ada? Karena ahli tersebut memberi tahu Anda bahwa pola tersebut ada,” kata Dr. Jones. “Namun kini dengan AI dan pembelajaran mesin, kami tidak hanya melihat hal-hal yang tidak dapat dilihat oleh ahli, tetapi hal-hal yang dapat mereka lihat, kami dapat memberikan angka yang tepat.”

Layar komputer menunjukkan hasil dari elektroensefalogram, atau tes EEG. Kredit: Mayo Clinic

EEG sebagai Alat yang Mudah Diakses untuk Diagnosis Dini

Menggunakan EEG untuk mendeteksi masalah kognitif tidak serta merta menggantikan jenis pemeriksaan lain, seperti MRI atau PET scan. Namun, dengan kekuatan AI, EEG suatu hari nanti dapat menyediakan alat yang lebih ekonomis dan mudah diakses bagi para profesional kesehatan untuk diagnosis dini di masyarakat yang tidak memiliki akses mudah ke klinik spesialis atau peralatan khusus, seperti di daerah pedesaan, menurut Dr. Jones.

“Sangat penting untuk mendeteksi masalah ingatan sejak dini, bahkan sebelum masalah itu terlihat jelas,” kata Dr. Jones. “Mendapatkan diagnosis yang tepat sejak dini membantu kita memberikan pasien pandangan yang tepat dan pengobatan terbaik. Metode yang kami pertimbangkan bisa menjadi cara yang lebih murah untuk mengidentifikasi orang-orang dengan kehilangan ingatan dini atau demensia dibandingkan dengan tes yang ada saat ini, seperti tes cairan tulang belakang, pemindaian glukosa otak, atau tes ingatan.”

Penelitian dan Validasi Masa Depan

Menurut Dr. Jones, pengujian dan validasi alat-alat tersebut akan memerlukan penelitian tambahan selama beberapa tahun. Namun, ia mengatakan penelitian tersebut menunjukkan bahwa ada cara untuk menggunakan data klinis guna menggabungkan alat-alat baru ke dalam alur kerja klinis guna mencapai tujuan para peneliti untuk menghadirkan model-model dan inovasi baru ke dalam praktik klinis, meningkatkan kemampuan penilaian yang ada, dan memperluas pengetahuan ini ke luar Mayo Clinic.

“Karya ini merupakan contoh kerja sama tim multidisiplin untuk memajukan penelitian perawatan kesehatan berbasis teknologi translasional,” kata Yoga Varatharajah, Ph.D., salah satu penulis pertama makalah ini yang merupakan kolaborator penelitian NAIP saat karya tersebut selesai.

Referensi: 31 Juli 2024, Komunikasi Otak.

Pendanaan untuk penelitian ini mencakup dukungan dari Edson Family Fund, Epilepsy Foundation of America, Benjamin A. Miller Family Fellowship in Aging and Related Diseases, Mayo Clinic Neurology Artificial Intelligence Program, National Science Foundation (Penghargaan No. IIS-2105233), dan Institut Kesehatan Nasionaltermasuk hibah UG3 NS123066.