Sobota, 14. 10. 2017, 20.22
7 let, 2 meseca
Kako bo nevroznanost reševala življenja
"Večina misli, da je demenca usoda – in to je to. Pa ni res!"
Termometer prikazuje, kako vroč je članek.
Termometer prikaže, kako vroč je članek.
2,18
2
Morda se sliši srhljivo, morda je še preveč povezano z (neutemeljenimi) ugibanji, kako daleč lahko gre merjenje naših možganskih dejavnosti, toda nevroznanost ni neko futuristično orožje, temveč znanost, ki lahko pomaga pri pravočasnem odkrivanju znamenj nekaterih najbolj uničujočih bolezenskih stanj, kot je demenca.
V obdobju, ko panoga računalništva velik poudarek namenja obdelavi velikih količin podatkov (big data), je tudi nevroznanost dobila svoj nov, predvsem aplikativni zagon. Primer dobre prakse imamo tudi v Sloveniji.
Ko je preventivno odkrivanje zgodnjih znamenj demence hkrati poslovna priložnost
Strokovnjaki, ki želijo priti do dna biološkim osnovam razvoja Alzheimerjeve demence, so pogrešali predvsem večje standardizirane biometrične baze, ki bi bile povezane s klasičnimi testi kognitivnih sposobnosti. V enem letu priprave projektov, od tega so polovico časa iskali partnerje in sponzorje, so se prijavili tudi na nacionalne in evropske razpise, kar je bistveno skrajšalo čas do uresničitve.
Kaj ste z vidika znanosti želeli doseči s projektom Adam?
Mi razvijamo platformo za avtomatizirano snemanje in čiščenje signala EEG (elektroencefalogram). Ta platforma bi pospešila in razširila uporabo meritev EEG za aplikativno nevroznanost, kajti to je za zdaj ozko grlo.
Da bi lahko naredili naslednji korak pri razvoju, smo v razmeroma kratkem času, natančneje v nekaj mesecih, potrebovali velike količine zajetih podatkov. Samo tako smo lahko opazili in popisali napake ter pomanjkljivosti platforme.
Analitski sociolog, magister znanosti za področje kognitivne psihologije in nekdanji asistent kognitivne psihologije na Univerzi na Primorskem Manuel Kuran je pobudnik vseslovenskega projekta za zgodnje odkrivanje demence Adam.
Kaj je v tem projektu družbeno koristno, kje pa je hkrati vaša poslovna priložnost?
Ko smo vedeli, da potrebujemo te velike količine podatkov, smo začeli razmišljati o širšem projektu, ki ne bi bil samo razvojni, ampak bi imela od njega korist tudi širša skupina starostnikov v Sloveniji. Naša poslovna priložnost je predvsem v tako pridobljeni zbirki podatkov.
V projektu Adam so podatki anonimizirani, vendar bo tisti, ki se bo sistematično lotil nekakšne "EEG-banke" v povezavi z drugimi informacijami, imel veliko veliko konkurenčno prednost pred drugimi. Marsikoga zanimajo velike baze možganske aktivnosti, ki so dobro dokumentirane in shranjene. Iz njih se je mogoče marsikaj naučiti.
Katere podatke programa Adam ste že analizirali?
Analizirali smo zgolj rezultate Montrealskega testa kognitivnih sposobnosti. Podatkov EEG se še nismo dotaknili.
Pri kolikšnem deležu preizkušancev so odkrili zgodnja znamenja demence?
Polovica od 457 udeleženih je imela slabše izmerjene kognitivne sposobnosti, kot bi bilo normalno za njihovo starost, od tega jih je bilo 12 odstotkov mejnih, 38 odstotkov pa takšnih, pri katerih se pojavlja sum na težave, povezane z demenco.
"Ko smo vedeli, da potrebujemo te velike količine podatkov, smo začeli razmišljati o širšem projektu, ki ne bi bil samo razvojni, ampak bi imela od njega korist tudi širša skupina starostnikov v Sloveniji."
Ali je to skladno s pričakovanji?
To je veliko več, kot smo pričakovali. To seveda ne pomeni, da imajo ali da bodo imeli vsi ti posamezniki demenco. Svetovali smo jim, da če ocenjujejo, da imajo takšne težave, to povedo svojemu osebnemu zdravniku.
Kaj pa ste pričakovali?
V tem vzorcu naj bi slabši rezultat doseglo okrog 20 odstotkov udeležencev, torej vsak peti, ki se je udeležil projekta Adam. V resnici je slabši rezultat dosegel vsak drugi.
Kaj tako odkritje pomeni za posameznika?
Meni se vedno vsiljuje podobnost s povišanim krvnim tlakom. Ta sam po sebi še ne pomeni dokončne diagnoze. Prvo je vprašanje, zakaj se je tlak povišal. Podobno je pri zaznanih znakih upada kognitivnih sposobnosti. Prvo vprašanje je, zakaj se je to zgodilo: dednost, življenjski slog, kombinacija obojega? Posameznik predvsem ve, da je nekaj narobe, in ne zavaja sebe in svojih svojcev, da je vse v redu. Ker ni.
Kako naj ravna ob takšnem odkritju?
Spet vidim podobnost s povišanim krvnim tlakom, ki je pokazatelj, da je treba narediti dodatne korake.
"Iz EEG-podatkov lahko recimo predvidimo, da je nekdo zbran, ne da bi ga to vprašali ali ga opazovali."
Katere so poglavitne prednosti elektroencefalogramske tehnologije v diagnostiki?
EEG je poceni, hiter in ima dobro časovno resolucijo, kar pomeni, da hitro zaznava spremembe možganske aktivnosti. Pomembno je tudi, da uporaba EEG ne zahteva dolgotrajnega izobraževanja medicinskega osebja. V resnici bi ga lahko uporabljala vsaka medicinska sestra, če bi bila programska oprema tako narejena, da bi že sama opravila nekatere korake.
Pri katerih preiskavah pride najbolj prav?
Zelo uporabna je pri motnjah spanja, tumorskih obolenjih in možganski kapi.
Kaj nam pravzaprav meritve EEG povedo?
Zelo poenostavljeno nam meritve EEG povedo razlike med možgansko aktivnostjo zdravih in obolelih posameznikov. Če so razlike očitne, lahko predvidimo, kaj se dogaja s kognitivnimi funkcijami nekoga: ali so v povprečju ali v upadu.
Kako iz teh meritev postavimo diagnozo in druge pomembne sklepe?
Iz EEG-podatkov lahko recimo predvidimo, da je nekdo zbran, ne da bi ga to vprašali ali ga opazovali. To vidimo zgolj iz EEG-podatkov. Pri kompleksnejših pojavih, kot je na primer spomin, je EEG zgolj podporna metoda raziskovanja, ki lahko dodatno osvetli težave s specifičnega zornega kota.
"EEG je poceni, hiter in ima dobro časovno resolucijo, kar pomeni, da hitro zaznava spremembe možganske aktivnosti. Pomembno je tudi, da uporaba EEG ne zahteva dolgotrajnega izobraževanja medicinskega osebja."
Kaj lahko odkrije preventivna diagnostika na področju demence?
Zdi se, da se težave na ravni možganov začnejo veliko prej, preden se pojavijo osebne težave s spominom. Tega sicer še ne vemo, ampak lahko raziskujemo, ali je to res.
Kako lahko ljudem izboljša življenje in jih pripravi na prihodnost?
Če bi bili sposobni odkriti elektrofiziološki biomarker, ki kaže na skriti potencial demence kakšno desetletje prej, bi se starejši lahko pripravili na čas, ki prihaja. To bo verjetno čas, ko bodo imeli večje težave v življenju.
Ukrepajo pa zagotovo lahko že prej …
Seveda, lahko spremenijo življenjski slog, si zagotovijo varčevanje, uredijo pravne zadeve, kot sta prepis ali zavarovanje premoženja, seznanijo svojce in okolico, prilagodijo bivalni prostor in podobno.
"Če bi bili sposobni odkriti elektrofiziološki biomarker, ki kaže na skriti potencial demence kakšno desetletje prej, bi se starejši lahko pripravili na čas, ki prihaja. To bo verjetno čas, ko bodo imeli večje težave v življenju."
Ampak vse to bi lahko uredili tudi brez teh preventivnih kratkih testov …
Res je, vendar večina tega ne stori. Nekateri nočejo vedeti, ali so v rizični skupini za razvoj demence.
Se nočejo spoprijeti z bolečim dejstvom?
Predvsem na periferiji Slovenije smo zaznali takšen odziv. Večina misli, da ni mogoče ničesar narediti, da je demenca usoda – in to je to. Pa to ni res! Če ne drugega, se na prihodnost lahko pripravijo svojci in otroci, ki bodo za to osebo morali skrbeti leta ali celo desetletja.
Zakaj se ta preventivna diagnostika ne uporablja pogosteje? Zakaj se zatakne?
Ne vem, najbrž zato, ker preventivni in promocijski ukrepi pomenijo tudi več ozaveščenih posameznikov, ki v naslednjem koraku iščejo podporo v uradnih institucijah, pri osebnih zdravnikih in v ambulantah za kognitivne motnje. Infrastruktura, ki bi te storitve ponujala, pa je že zdaj preobremenjena.
Najbrž prav zaradi tega tudi marsikomu ustreza, da je demenca kot kompleksna bolezen v resnici poddiagnosticirana in da starejši ostajajo sami s svojimi osebnimi teorijami, kaj vse bi bilo lahko narobe. Ali pa prosijo svoje vnuke, da pogledajo na splet, kaj se dogaja z njimi.
"Spremljanje možganske aktivnosti je nekaj bistveno drugega kot branje misli. Misel je izmuzljiva filozofska kategorija, misel ni zapisana v možganih."
Kakšni so potencialni prihranki, ki jih takšna zgodnja diagnostika lahko prinese zdravstveni blagajni?
Demenca je najdražja bolezen. Prvič zato, ker je človek, ki zboli za demenco, videti povsem normalno še leta ali desetletja, vendar čedalje bolj nesposoben. Drugič seveda zato, ker po ocenah za enega obolelega skrbijo kar trije svojci. Ti svojci v tem času ne morejo početi nič drugega, nekateri morajo končati svoje kariere in se preseliti k svojim staršem na dom.
Sistematične preventivne akcije bi tako razbremenile zdravstveni sistem. Je pa res, da bi v resnici obremenile socialni sistem, ki bi moral prevzeti del bremena.
Ali ste lahko natančnejši glede prihrankov?
Najbolj natančen podatek, ki je bil objavljen letos marca, je vezan na podaljšano obdobje bivanja v domačem okolju. Skupni posredni in neposredni stroški se znižajo za 7,6 odstotka, če oseba ostane tri mesece dlje v domačem okolju, 15 odstotkov, če ostane šest mesecev v domačem okolju. Če oseba podaljša svoje bivanje v domačem okolju za eno leto, so skupni stroški za tretjino manjši.
Govorite o aplikativni nevroznanosti. Kako bi najpreprosteje pojasnili, kaj je to aplikativna nevroznanost?
Najpreprosteje tako, da uporabljamo nevroznanstveno tehnologijo za raziskovanje zdravih posameznikov v njihovem vsakdanjem realnem kontekstu.
"V nasprotju s kliničnimi raziskavami, kjer večino strokovnjakov zanima, kaj je narobe in kako to pozdraviti, nas zanima predvsem, kako povprečen zdrav odrasel posameznik doživlja sodobni svet: oglase, vožnjo avtomobila, hrano, digitalne vsebine, glasbo, tako nekako."
Kaj aplikativna nevroznanost opazuje in ugotavlja?
V nasprotju s kliničnimi raziskavami, kjer večino strokovnjakov zanima, kaj je narobe in kako to pozdraviti, nas zanima predvsem, kako povprečen zdrav odrasel posameznik doživlja sodobni svet: oglase, vožnjo avtomobila, hrano, digitalne vsebine, glasbo, tako nekako.
Ali poznamo še kakšne podobne primere, kjer nam aplikativna nevroznanost neposredno pomaga pri zagotavljanju višje kakovosti življenja?
Da. Zelo daleč je na primer elektrofiziološko spremljanje meditacije v realnem času. Podobno kot pametne športne ure tudi naprave EEG merijo spremembe zbranosti med meditacijo in tako pridobimo objektivni pregled učinkovitosti meditacije. S pomočjo digitalnih igric se vadi zbranost pri najstnikih, ki s pomočjo tehnologije EEG nadzorujejo računalniško igrico. Bolj ko so zbrani, bolj uspešni so v igrici, ta nadzor zbranosti pa se postopoma prenese v vsakdanje življenje.
Ali pa recimo EEG-naprava, ki opozori voznika na dolgih progah, da je objektivno zaspan in da potrebuje počitek. Žal subjektivno velikokrat presodimo, da smo sposobni voziti še nekaj minut ali kilometrov. To je ponavadi nekaj minut preveč.
Zelo daleč pri razvoju aplikativne nevroznanosti je elektrofiziološko spremljanje meditacije v realnem času.
Kaj se na tem področju obeta v bližnji prihodnosti?
Serijsko bosta verjetno hitro na voljo EEG-naprava in algoritem za premikanje invalidskega vozička naprej, nazaj, levo in desno. Na glavi je naprava, algoritem prepozna možgansko aktivnost, značilno za določeno misel, recimo "pelji počasi naprej", vmesnik pa bo mehansko upravljal voziček. To je še posebej uporabno za gibalno ovirane, ki ne morejo fizično upravljati ročke za premikanje.
Za kaj s področja aplikativne nevroznanost bi si želeli, da bi se v prihodnosti preventivno uveljavilo?
Mislim, da bi bil kratki test, ki bi temeljil na preverjenem EEG-snemanju, kot prvi korak pri odkrivanju zgodnjih znakov demence kar uporaben. Treba je razviti ustrezno napravo, avtomatični program, ki bi podatke analiziral v oblaku, ti podatki pa bi bili zelo hitro na voljo osebnim zdravnikom ali nevrologom, da bi se odločili za nadaljnjo obravnavo.
Trenutno primanjkuje nevrologov, predvsem v državah v razvoju. Kot rečeno bi takšno napravo po vzgledu merilnika krvnega tlaka lahko uporabljala tudi vsaka dodatno izobražena medicinska sestra. To bi bilo res uporabno.
Pri obdelavi podatkov o možganskih dejavnostih zaupamo algoritmom, ki v množici teh podatkov hitro prepoznajo vzorce. Ali obstaja trend (ali nevarnost), da bodo tudi drugod pri diagnostiki algoritmi nadomestili zdravnike? Kako zagotoviti učinkovito sožitje med zdravniki in računalniki?
Pri razvoju algoritmov večinoma sodelujejo zdravniki. Algoritmi samo delajo tisto, v čemer so boljši od človeka, prepoznavajo vzorce. Zdravniki se bodo dejansko lahko ukvarjali s tistim delom, v katerem so boljši: interpretacija teh vzorcev v skladu z zakladnico znanja, ki ga posedujejo, in kontekstualizacija interpretacije glede na posameznega pacienta.
"Ali ima vsaka misel svoj vzorec možganske aktivnosti? Po mojem mnenju ga nima."
Ali si želimo, da bi nam stalno spremljali možgansko dejavnost?
Ne vem, to mora presoditi vsak zase. Ali si želimo vedeti, da imamo povišan krvni tlak ali holesterol? Ali si želimo vedeti, da imamo pet kilogramov preveč, ali raje ne stopimo na tehtnico? Ali si želimo vedeti, da naša možganska aktivnost kaže, da imamo 40 odstotkov možnosti, da v prihodnjih petih letih doživimo možgansko kap? To je logično zaporedje.
Ali nam bodo naprave lahko brale misli?
Spremljanje možganske aktivnosti je nekaj bistveno drugega kot branje misli. Misel je izmuzljiva filozofska kategorija, misel ni zapisana v možganih. V možganih je mogoče izmeriti le nevrofiziološki korelat misli, to pa ni enako.
Ali ima vsaka misel svoj vzorec možganske aktivnosti? Po mojem mnenju ga nima, zato še dolgo ne bo mogoče branje misli. Bo pa zelo hitro mogoče občasno spremljanje možganske aktivnosti.
"Šele začeli smo razumeti delovanje možganov. Še težje je razumeti, kako možgani delujejo v socialnem in kulturnem okolju."
Kako je z zlorabami pri nevroznanstvenih podatkih v oblakih?
Vse, kar je v oblaku, se ob nezadostnem ali neustreznem varovanju načeloma lahko zlorabi, recimo fotografije zvezdnikov, shranjene v oblakih. Tudi če nekdo zlorabi EEG-podatke določene osebe, teh podatkov ne more zlorabiti tako, da bi vplival na možgane te osebe. Poleg tega je vedno treba oceniti razmerje med tveganjem in obetom boljšega življenja.
Ali znamo oceniti to razmerje?
Poglejmo izgorelost. Veliko štiridesetletnikov ne zmore ustrezno oceniti lastne ravni izgorelosti. Vedno si vsi rečejo "to še stisnem, potem bo bolj sproščeno", dokler jih dokončno ne izda telo in obležijo. Če ti spremljanje osebne biometrike lahko prepreči takšne kolapse, je to izboljšava življenja. A pred tem je treba raziskati, ali kaj takega, kot je elektrofiziološki profil izgorelosti, sploh obstaja.
Ali so že opravljene kakšne raziskave s tega področja?
Za zdaj je bilo narejenih le nekaj raziskav na premajhnih vzorcih.
Elon Musk razmišlja o povezovanju možganov in računalnikov. Ali je to (že zdaj) sploh izvedljivo?
Elon Musk razvija idejo o povezovanju možganov in računalnikov. V enem od intervjujev je omenil tudi možnost shranjevanja človeškega spomina v digitalni obliki. Kaj menite o tem?
Kot rečeno smo šele začeli razumeti delovanje možganov. Še težje je razumeti, kako možgani delujejo v socialnem in kulturnem okolju. Preden bomo lahko prenesli del našega spomina na druge nosilce, bomo morali popisati vse spomine in misli ter k temu pripojiti ustrezne biometrične podatke. Šele ko bo takšna baza podatkov vzpostavljena, bi se lahko poigravali s tem, kam to prenesti in shraniti.
In do takrat?
Do takrat pa bomo svoje spomine shranjevali na fotografijah, v videoarhivih in knjigah. V resnici podoben digitalni spomin že obstaja, to so za zdaj naša družbena omrežja. Je pa spodbudno, da se je Musk začel ukvarjati s tem. To samo pomeni, da je področje aplikativne nevroznanosti področje, ki ga čaka svetla prihodnost.
2