یک شبکه عصبی عمیق جدید می تواند بر اساس اطلاعات EEG جمع آوری شده از یک مطالعه خواب ، سن مغز یک فرد سالم را پیش بینی کند
یک مطالعه نشان می دهد که یک مدل شبکه عصبی عمیق می تواند سن مغز بیماران سالم را با توجه به داده های الکتروانسفالوگرام ثبت شده در یک مطالعه خواب شبانه ، به دقت پیش بینی کند و شاخص های مغز EEG پیش بینی شده ، ویژگی های منحصر به فردی را در جمعیت های دارای بیماری های مختلف نشان می دهد.
این مطالعه نشان داد که این مدل سن را با میانگین خطای مطلق فقط 4.6 سال پیش بینی می کند. بین شاخص سن مطلق مغز و از نظر آماری رابطه معنی داری وجود داشت:
- صرع و اختلالات تشنج
- سکته مغزی
- نشانگرهای افزایش یافته در تنفس بی نظم خواب (به عنوان مثال ، شاخص آپنه-هیپوپنه و شاخص برانگیختگی)
- بازده کم خواب
این مطالعه همچنین نشان داد که بیماران مبتلا به دیابت ، افسردگی ، خواب آلودگی شدید بیش از حد در روز ، فشار خون بالا و یا مشکلات حافظه و تمرکز ، به طور متوسط ، یک شاخص مغز بالا در مقایسه با نمونه جمعیت سالم نشان می دهند. به گفته نویسندگان ، نتایج نشان می دهد که این شرایط سلامتی با انحراف سن پیش بینی شده از سن تقویمی مرتبط است.
Yoav Nygate ، مهندس ارشد هوش مصنوعی در EnsoData ، گفت: “در حالی که پزشکان فقط می توانند سن بیمار را بر اساس EEG خود تخمین بزنند یا کمی تعیین کنند ، این مطالعه نشان می دهد یک مدل هوش مصنوعی می تواند سن بیمار را با دقت بالا پیش بینی کند.”
دقت و صحت این مدل جابجایی در سن پیش بینی شده از زمان تقویمی را برای بیان ارتباط با خانواده های اصلی بیماری و بیماری های همزمان امکان پذیر می کند. این پتانسیل برای شناسایی فنوتیپ های بالینی جدید است که در سیگنال های فیزیولوژیکی با استفاده از انحراف مدل AI وجود دارد. محققان یک مدل شبکه عصبی عمیق را برای پیش بینی سن بیماران با استفاده از سیگنال های EEG خام ثبت شده در طول مطالعات خواب بالینی که با استفاده از پلی سومنوگرافی یک شبه انجام شده ، آموزش دادند. این مدل در 126،241 مطالعه خواب آموزش دیده ، در 6،638 مطالعه تأیید شده و بر روی مجموعه ای از 1117 مطالعه مورد آزمایش قرار گرفته است.
پلی سومنوگرافی
پلی سومنوگرافی ، که به آن مطالعه خواب نیز می گویند ، یک آزمایش جامع است که برای تشخیص اختلالات خواب استفاده می شود. Polysomnography امواج مغزی ، میزان اکسیژن خون ، ضربان قلب و تنفس و همچنین حرکات چشم و پا را در طول مطالعه ثبت می کند. علاوه بر کمک به تشخیص اختلالات خواب ، در صورت تشخیص اختلال خواب ، ممکن است از پلی سومنوگرافی برای کمک به شروع یا تنظیم برنامه درمانی شما استفاده شود. گاهی ممکن است بتوانید مطالعه خواب را در خانه انجام دهید. آزمایش آپنه خواب در منزل از تعداد محدودی سنسور برای تمرکز اصلی در تشخیص آپنه انسدادی خواب (OSA) استفاده می کند.
Polysomnography مراحل و چرخه های خواب شما را کنترل می کند تا تشخیص دهد که آیا الگوی خواب شما مختل شده است یا نه. انواع مختلفی از دستگاه های آزمایش آپنه خواب در منزل با استفاده از ترکیبات مختلف حسگرها وجود دارد. آنها به طور کلی میزان تنفس و جریان هوا و همچنین میزان اکسیژن و ضربان قلب شما را ثبت می کنند. یک سبک همچنین شامل اطلاعات مربوط به میزان رگ های خونی است.
روند طبیعی خوابیدن با یک مرحله خواب به نام خواب حرکت غیر سریع چشم (NREM) آغاز می شود. در طول این مرحله ، امواج مغزی شما ، همانطور که توسط الکتروانسفالوگرافی (EEG) ثبت شده است ، به طور قابل توجهی کند می شوند.
برخلاف مراحل بعدی خواب ، چشمان شما در طول NREM به سرعت عقب و جلو نمی روند. بعد از یک یا دو ساعت خواب NREM ، فعالیت مغز شما دوباره بالا می رود و خواب سریع حرکت چشم (REM) شروع می شود. بیشتر رویاها در هنگام خواب REM رخ می دهد.
شما به طور معمول چند چرخه خواب در شب را پشت سر می گذارید و بین 90 دقیقه و بین خواب NREM و REM دوچرخه سواری می کنید. اختلالات خواب می تواند این روند خواب را مختل کند. پلی سومنوگرافی یک آزمایش غیرتهاجمی و بدون درد است. رایج ترین عارضه جانبی ، تحریک پوستی است که به دلیل چسب استفاده شده برای اتصال سنسورهای آزمایش به پوست شما ایجاد می شود.
پلی سونوموگرافی ممکن است در یک واحد اختلالات خواب در بیمارستان یا در یک مرکز خواب انجام شود. در حالی که این کار به طور معمول در شب انجام می شود ، چند مرحله ای گاهی در روز انجام می شود تا کارگران شیفتی که معمولاً در طول روز می خوابند
سن مغز با کسر سن تقویمی افراد از سن پیش بینی شده EEG (به عنوان مثال ، شاخص سن مغز) و سپس گرفتن مقدار مطلق این متغیر (به عنوان مثال ، سن مطلق مغز) ارزیابی شد. تجزیه و تحلیل برای عواملی مانند جنس و شاخص توده بدن کنترل می شود
نتایج در این مطالعه شواهد اولیه در مورد توانایی استفاده از هوش مصنوعی برای ارزیابی سن مغز بیمار را ارائه می دهد. ” “امید ما این است که با ادامه تحقیقات ، تحقیقات و مطالعات بالینی ، یک روز شاخص مغز یک روز به یک نشانگر زیستی تشخیصی برای سلامت مغز تبدیل شود ، دقیقاً مانند فشار خون بالا برای خطرات سکته مغزی و سایر اختلالات قلبی عروقی.”
چکیده تحقیق اخیراً در یک مکمل آنلاین از مجله Sleep منتشر شده است و به عنوان یک پوستر از 9 ژوئن در طول خواب واقعی 2021 ارائه می شود. SLEEP جلسه سالانه انجمن های خواب حرفه ای وابسته است.
نهایتا
پس از انجام پولی سونوگرافی در یک مرکز خواب ، سنسورها برداشته می شوند و ممکن است مرکز خواب را ترک کنید. به شما جهت ملاقات پیگیری با پزشکی که آزمایش را انجام داده است وقت ملاقات داده می شود. شما می توانید پس از انجام چندنواختی به فعالیت های معمول خود برگردید.
سید مهدی ساداتی هستم. عاشق مغز! داروساز و دانشجوی دکترای تخصصی علوم اعصاب. عضو تیم مرکز سلامت مغز دانا! از علاقه هام شناسوندن کارایی های هیجان انگیز مغز به زبان ساده به آدمهاست! جست و جو می کنم در افسردگی، داروهای موثر بر مغز و سایر بیماری های حوزه ی روان و البته نوروپلاستیسیتی!