Разработан новый метод диагностики эпилепсии

МОСКВА, 12 фев — РИА Новости. Новый метод машинного обучения для диагностики эпилепсии, точность которого достигает 71 процента, разработали российские ученые. Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале PRX Life.

По данным ВОЗ, каждый год у пяти миллионов человек диагностируется эпилепсия — заболевание, при котором в головном мозге возникает аномальная активность нервных клеток, приводящая к нарушениям в двигательной и дыхательной системах (судорогам). Зачастую характерных признаков эпилепсии у человека не наблюдается, и в таких случаях выявить заболевание на раннем этапе сложно. При этом поздняя диагностика может привести к развитию осложнений.

Один из методов диагностики эпилепсии — фотостимуляция (визуальная стимуляция). Этот подход заключается в том, что на организм воздействуют световыми сигналами: на глаза пациента направляют яркие вспышки и отслеживают мозговую активность методом электроэнцефалографии (ЭЭГ). У больных эпилепсией наблюдается повышенная возбудимость коры головного мозга и теряется ее тормозной контроль, тогда как в норме между ними должен быть баланс. Однако данный метод помогает диагностировать только фоточувствительную эпилепсию, в то время как у 95% пациентов она нефоточувствительная.

Ученые из Балтийского федерального университета имени Иммануила Канта (БФУ им. И. Канта) и Национального медико-хирургического центра имени Н.И. Пирогова Минздрава РФ разработали новый метод машинного обучения для диагностики эпилепсии, который, по их мнению, выявляет больше особенностей состояния мозга при данном заболевании, чем другие существующие подходы (например, спектральный метод).

Авторы протестировали предложенный метод, проанализировав с его помощью нейронную активность у 108 человек, половина из которых (54 человека) болела нефоточувствительной эпилепсией, а еще 54 были здоровы.

В результате они выяснили, что пациенты с эпилепсией, которую не удается распознать по реакции на световую стимуляцию, все же воспринимают ее не так, как здоровые люди.

Во время ярких вспышек света у людей с таким заболеванием активность коры головного мозга отличается в определенных частотных диапазонах и областях мозга: у здоровых людей показатели мозговой активности на низких (1–3 Гц) и высоких (15 и более Гц) частотах оказались выше, чем у группы с диагнозом, в то время как в альфа-диапазоне (частоты 8–10 Гц), наоборот, ниже.

"Если с помощью фотостимуляции можно было выявить только фоточувствительную эпилепсию, то благодаря новому подходу диагностика нефоточувствительной эпилепсии также упрощается", — пояснил участник проекта, старший научный сотрудник Балтийского центра нейротехнологий и искусственного интеллекта БФУ им. И. Канта Вадим Грубов.

По его словам, предложенный алгоритм позволяет с точностью до 71 процента выявить эпилепсию путем анализа долгосрочных временных корреляций в активности головного мозга у пациентов с этим типом заболевания. "Таким образом, новый метод — важный шаг как в сторону диагностики эпилепсии, так и развития метода фотостимуляции, потому что теперь его можно применять для диагностики как фоточувствительной, так и нефоточувствительной эпилепсии", — подчеркнул ученый.

В дальнейшем коллектив планирует апробировать предложенный метод на большей группе пациентов и протестировать другие методы машинного обучения, например, сверточные нейронные сети.