إن عمليات زرع الأعضاء الطبية، في أغلبها، عبارة عن جامع بيانات صامت: فهي تسجل، ويراجعها الأطباء في وقت لاحق، ونادرا ما يرى المرضى أيًا منها حتى موعد محدد. اختبر فريق من جامعة بنسلفانيا نموذجًا مختلفًا تمامًا، وهو جهاز طبي يمكن للمرضى التحدث إليه بالفعل، ويرد عليهم.

في دراسة إثبات المفهوم المنشورة في مجلة Nature Medicine، وصف الباحثون في كلية الطب بجامعة بنسلفانيا ومركز الهندسة العصبية والعلاجات (CNT) منصة تعتمد على الذكاء الاصطناعي تسمح للأشخاص الذين يتم رصدهم بحثًا عن الصرع بتبادل الرسائل مع نظام مراقبة الدماغ الخاص بهم في الوقت الفعلي - طرح أسئلة حول نشاط الدماغ، وتلقي تنبيهات شخصية، والإبلاغ عن الأعراض، وحتى المساعدة في تدريب النظام على التعرف على نوباتهم بشكل أكثر دقة. لمزيد من السياق حول هذه القصة، راجع تغطية صناعة الذكاء الاصطناعي.

كيف تعمل المنصة

سجلت الدراسة 13 شخصًا بالغًا تم إدخالهم إلى وحدة مراقبة الصرع في بنسلفانيا للمراقبة المستمرة للدماغ باستخدام تخطيط كهربية الدماغ (EEG) - بعضهم لتحديد مصدر نوباتهم، والبعض الآخر كجزء من التقييم قبل الجراحة. تتكون المنصة التي اختبروها من ثلاثة مكونات: برنامج يلتقط باستمرار بيانات مخطط كهربية الدماغ (EEG) من الأقطاب الكهربائية الموجودة في دماغ كل مشارك؛ بيئة سحابية آمنة ومتوافقة مع قانون HIPAA لتحليل البيانات الواردة في الوقت الفعلي تقريبًا؛ وتطبيق للهواتف الذكية يضم وكيل محادثة يعمل بالذكاء الاصطناعي تم تطويره في بنسلفانيا، وتم تصميمه باستخدام تقنية مشابهة لتلك المستخدمة في ChatGPT.

من خلال التطبيق، يمكن للمرضى طرح أسئلة حول نشاط الدماغ، وطلب تصورات للاتجاهات في بياناتهم، والإبلاغ عن الأعراض، وتلقي التنبيهات أو الاستطلاعات على مدار اليوم. ويمكن للنظام أيضًا أن يتواصل دون سابق إنذار عندما يكتشف التغييرات التي يراها ذات صلة، ويتكيف "بسرعة" بناءً على استجابات المريض.

وقال كبير الباحثين بريان ليت، دكتوراه في الطب، أستاذ علم الأعصاب وجراحة الأعصاب والهندسة الحيوية: "الفكرة هي أنه بدلاً من انتظار متخصص لتحليل البيانات التي يجمعها جهازك، يمكن للجهاز اكتشاف التغييرات وتنبيهك على الفور، مثل جيميني كريكيت الشخصي الخاص بك على كتفك". "والأهم من ذلك هو أنه يمكن لكل من المريض والجهاز التعلم معًا بمرور الوقت. ويتعلم الجهاز ما يهم المريض، ويتعلم المريض كيف يؤثر سلوكه على صحته."

ما كشفته 1307 رسالة

وخلال فترة الدراسة، تبادل المشاركون 1307 رسائل مع النظام. تركزت معظم المحادثات على أحداث النوبات، والنوم، والمزاج، ومستويات الطاقة، وهي عوامل لها تأثير مباشر على نشاط النوبات. تم أيضًا مسح المرضى ثلاث مرات يوميًا حول النوم والقلق والمزاج والرفاهية والأعراض الأخرى.

عملت حلقة ردود الفعل في كلا الاتجاهين. يمكن للمشاركين إخبار النظام عن اكتشافات النوبات الصحيحة وأي الإنذارات الكاذبة، ونتيجة لذلك، حسنت المنصة بشكل كبير قدرتها على تحديد النوبات بدقة. يمكن للأطباء مراجعة تقييمات النظام وإضافة التعليقات التوضيحية الخاصة بهم من خلال ما يسميه الفريق خوارزمية "خبير في الحلقة" الذكية، والتي تركز مدخلات الخبراء على الحالات ذات القيمة الأعلى فقط.

قال العديد من المشاركين إن المنصة ساعدتهم على فهم الأنماط التي لاحظوها ولكنهم لم يفهموها أبدًا. أفاد أحدهم أنه ساعد في "ترسيخ ما شعرت بأنه حقيقي بين بعض حلقاتي ومشاعري". وقدر آخرون الوصول إلى بيانات نومهم وإمكانية التحذير قبل حدوث نوبات كبيرة.

من الصرع إلى مضخات الأنسولين والتحفيز العميق للدماغ

يرى الفريق أن المنصة هي نموذج للجيل القادم من الأجهزة الطبية التي تتجاوز بكثير مرض الصرع. تشمل التطبيقات المحتملة أجهزة القلب، ومضخات الأنسولين، والعلاجات النفسية العصبية الناشئة لمرض باركنسون، والاكتئاب، واضطراب الوسواس القهري، والإدمان، والاضطرابات المعرفية.

العمل جار بالفعل: يقوم الباحثون بإعداد دراسات مع لورين هامر، دكتوراه في الطب، وأستاذ مساعد في علم الأعصاب والهندسة الحيوية، لتطبيق المنصة لضبط أجهزة التحفيز العميق للدماغ المستخدمة لعلاج مرض باركنسون تلقائيًا. تهدف المشاريع الأخرى إلى دمج الأجهزة القابلة للارتداء لعلاج الأرق والصرع ومراقبة الدماغ والعلامات الحيوية.

وقال ليت: "غالباً ما يفهم المرضى جوانب مرضهم التي لا تستطيع أجهزة الاستشعار قياسها بشكل مباشر"، متصوراً، كما يقول البيان، مضخة الأنسولين التي يمكن أن تجيب على أسئلة حول كيفية تأثير الوجبة على نسبة السكر في الدم. وبما أن هذه الأنظمة أصبحت أكثر تخصيصًا، يتوقع الباحثون أن تتطلب إشرافًا سريريًا أقل، مما يجعل استخدام المرضى الخارجيين على المدى الطويل أمرًا عمليًا.

تحول في الغرض من الأجهزة الطبية

إن الأهمية الأوسع للدراسة هي مفاهيمية بقدر ما هي تقنية. بينما تقوم أجهزة اليوم في الغالب بجمع البيانات للمراجعة الدورية للطبيب، تتعامل منصة Penn مع الجهاز والمريض وفريق الرعاية كمتعاونين في محادثة مستمرة. تم نشر النتائج في مجلة Nature Medicine من قبل كلية بيرلمان للطب وفريق CNT، مع المنصة نفسها التي أنشأها طلاب دكتوراه في الهندسة الحيوية في جامعة بنسلفانيا بقيادة زاك جولدبلوم، وهاوير شي، وتشونغتشوان شو.

التجربة صغيرة – 13 مريضًا في وحدة مراقبة خاضعة للرقابة – والتكنولوجيا مبكرة. ولكنه يقدم لمحة ملموسة عما يحدث عندما تتوقف البيانات التي يجمعها الجهاز الطبي عن التدفق في اتجاه واحد، وتصبح شيئًا يمكن للمرضى التشكيك فيه وتصحيحه والتعلم منه في الوقت الفعلي.

---

ابق على اطلاع بأخبار الذكاء الاصطناعي

آخر أخبار وتحليلات وإنجازات الذكاء الاصطناعي — في مكان واحد.

اقرأ المزيد من أخبار الذكاء الاصطناعي →