Команда ученых под руководством Симы Мофакхам разработала технологию SeeMe, которая записывает видео пациентов и отслеживает движения лица с детализацией до отдельных пор кожи. Алгоритм анализирует, соответствуют ли микродвижения реакции на команды, например «откройте глаза» или «высуньте язык».
ИИ-алгоритм распознает «скрытое сознание» у пациентов в коме
Исследователи из Университета Стони Брук создали алгоритм машинного обучения, который может обнаружить признаки «скрытого сознания» у пациентов в коме, анализируя микродвижения лица, незаметные для врачей.
Design Cells/Science Source
Феномен «скрытого сознания» — состояние, когда человек осознает происходящее, но не может двигаться и общаться — впервые был обнаружен в 2006 году. Тогда ученые просили женщину, которая как казалось не реагировала на внешние стимулы, представить себе выполнение определенных задач во время сканирования мозга. Ученые обнаружили активность в тех же областях, что и у здоровых людей. В прошлом году аналогичные методы нейровизуализации показали, что, возможно, каждый четвертый внешне невосприимчивый пациент обладает скрытым сознанием.
Но тесты на скрытое сознание сложны и требуют большого времени наблюдения и специальных навыков. Обычно врачи полагаются на субъективные визуальные осмотры, проверяя, открывает ли пациент глаза, реагирует на команды или вздрагивает от громкого звука. Этого явно недостаточно.
В исследовании приняли участие 37 пациентов с недавними черепно-мозговыми травмами, внешне находящихся в коме. SeeMe зафиксировала реакции открывания глаз у 30 из 36 пациентов и движения рта у 16 из 17 участников, анализируя видео. Пятеро из этих пациентов не продемонстрировали более заметных движений, видимых врачам. Работа опубликована в журнале Communications Medicine.
Пациент в коматозном состоянии.
«Мы обнаружили, что пациенты сначала развивают небольшие движения, прежде чем перейти к более очевидным», — объясняет Мофакхам. В среднем алгоритм выявлял попытки открыть глаза и движения рта соответственно на 4,1 и 8,3 дня раньше клиницистов.
Скрытое сознание
Более раннее выявление сознания клинически значимо, поскольку помогает врачам и семьям принимать решения между паллиативной помощью и агрессивной терапией. Это также позволяет раньше начать реабилитационные программы, что согласно отдельным исследованиям связано с большими улучшениями физических функций.
Схема исследования и обработки данных для SeeMe.
Восстановление сознания после черепно-мозговой травмы часто происходит постепенно и непредсказуемо. Возможно, некоторые пациенты в учреждениях длительного ухода, считающиеся бессознательными, также могут проявлять признаки осознания, которые поможет обнаружить SeeMe или более продвинутые методы нейровизуализации.
Следующий этап исследований — проверка возможности ответов пациентов на вопросы «да» или «нет» через специфические движения лица. Как отмечает Мофакхам, это имеет большие терапевтические последствия, поскольку люди, не способные общаться, «не могут участвовать в своем лечении». Данное исследование открывает путь к коммуникации с такими пациентами. Не менее важен и этический момент: скрытое сознание пациента получает выход, и человек возвращается в мир людей.