Нейросетевой анализ почерка пациентов позволит выявить ранние признаки опасного неврологического заболевания
Болезнь Паркинсона – второе по распространенности после болезни Альцгеймера хроническое нейродегенеративное заболевание, которое наиболее часто встречается среди лиц старшей возрастной группы. В настоящее время установлено, что болезнь Паркинсона вызывается прогрессирующим разрушением или гибелью нейронов, вырабатывающих нейромедиатор дофамин. В результате отмирания этих нервных клеток, расположенных в различных отделах центральной нервной системы, возникает нарушение двигательных функций: человеку становится сложно управлять мышцами своего тела и сохранять равновесие. Основными симптомами заболевания являются дрожание рук (тремор), ригидность мышц, нарушение координации движений, медлительность. Кроме того, болезнь Паркинсона характеризуется еще и такими неврологическими проявлениями, как нарушение сна, тревожность, депрессия, снижение обоняния, слюнотечение. Причем такие симптомы могут возникнуть задолго до появления классических двигательных нарушений.
За последние 25 лет распространенность болезни Паркинсона увеличилась вдвое. Сегодня во всем мире около 8,5 миллионов человек страдают этим заболеванием. Пока ученые не могут однозначно ответить на вопрос о причинах возникновения болезни Паркинсона. Среди факторов риска медики называют наследственную предрасположенность, поражение сосудов головного мозга, нездоровый образ жизни, вредное воздействие окружающей среды, отравление токсическими веществами, а также прием некоторых лекарственных препаратов.
К сожалению, в настоящее время болезнь Паркинсона является неизлечимой. Но существуют методы, позволяющие замедлить ее развитие и уменьшить проявление неприятных симптомов. Очень важно вовремя поставить правильный диагноз и назначить лечение еще до возникновения серьезных двигательных нарушений. На сегодняшний день болезнь Паркинсона обычно диагностируют по изменению моторных навыков пациента. Оценка этих параметров очень субъективна, и зачастую явно выраженные характерные особенности проявляются, когда болезнь уже перешла из начальной стадии в более тяжелую. Решением этой проблемы может стать разработка методов диагностики, устойчивых к влиянию человеческого фактора и позволяющих с высокой точностью определять симптомы заболевания на ранних стадиях.
Одно из возможных решений недавно предложила группа американских ученых из Калифорнийского университета. Разработанное устройство представляет собой специальную умную ручку, которая с помощью технологий искусственного интеллекта способна выявлять даже незначительные нарушения двигательных функций человека по характеру почерка. Ручка оснащена магнитоупругим наконечником и содержит специальные чернила. В процессе письма возникает упругая деформация наконечника, которая оказывает влияние на магнитное поле за счет эффекта Виллари. Под воздействием внешнего магнитного поля ферромагнитная жидкость, входящая в состав чернил, генерирует электрические сигналы в катушке, окружающей корпус ручки. Эти сигналы затем анализируются нейросетью, которая по характерным признакам способна отличать почерк человека, страдающего болезнью Паркинсона, от почерка здорового человека.
За последние 25 лет распространенность болезни Паркинсона увеличилась вдвое. Сегодня во всем мире около 8,5 миллионов человек страдают этим заболеванием. Пока ученые не могут однозначно ответить на вопрос о причинах возникновения болезни Паркинсона. Среди факторов риска медики называют наследственную предрасположенность, поражение сосудов головного мозга, нездоровый образ жизни, вредное воздействие окружающей среды, отравление токсическими веществами, а также прием некоторых лекарственных препаратов.
К сожалению, в настоящее время болезнь Паркинсона является неизлечимой. Но существуют методы, позволяющие замедлить ее развитие и уменьшить проявление неприятных симптомов. Очень важно вовремя поставить правильный диагноз и назначить лечение еще до возникновения серьезных двигательных нарушений. На сегодняшний день болезнь Паркинсона обычно диагностируют по изменению моторных навыков пациента. Оценка этих параметров очень субъективна, и зачастую явно выраженные характерные особенности проявляются, когда болезнь уже перешла из начальной стадии в более тяжелую. Решением этой проблемы может стать разработка методов диагностики, устойчивых к влиянию человеческого фактора и позволяющих с высокой точностью определять симптомы заболевания на ранних стадиях.
Одно из возможных решений недавно предложила группа американских ученых из Калифорнийского университета. Разработанное устройство представляет собой специальную умную ручку, которая с помощью технологий искусственного интеллекта способна выявлять даже незначительные нарушения двигательных функций человека по характеру почерка. Ручка оснащена магнитоупругим наконечником и содержит специальные чернила. В процессе письма возникает упругая деформация наконечника, которая оказывает влияние на магнитное поле за счет эффекта Виллари. Под воздействием внешнего магнитного поля ферромагнитная жидкость, входящая в состав чернил, генерирует электрические сигналы в катушке, окружающей корпус ручки. Эти сигналы затем анализируются нейросетью, которая по характерным признакам способна отличать почерк человека, страдающего болезнью Паркинсона, от почерка здорового человека.
Ученые провели пилотные экспериментальные исследования разработанной умной ручки, в которых приняло участие 16 человек. Среди испытуемых у 4 человек была ранее диагностирована болезнь Паркинсона. В ходе исследований ученые сравнили результаты работы трех различных нейросетевых моделей и выбрали среди них ту, которая наилучшим образом справилась с поставленной задачей. В результате точность постановки диагноза составила 96,22 %. Оказалось, что нейросетевой анализ почерка позволяет выявлять даже незначительные трудноуловимые изменения электрических сигналов, возникающие при легком малозаметном треморе.
Несмотря на многообещающие результаты, ученые подчеркивают, что количество участников эксперимента слишком мало, и для подтверждения полученных данных необходимо провести более масштабные исследования. Тем не менее эти результаты вселяют надежду на появление в ближайшем будущем широкодоступных методов, которые позволят диагностировать болезнь Паркинсона на ранних стадиях, сведя к минимуму количество врачебных ошибок, а также помогут оценить эффективность проводимой терапии.
Несмотря на многообещающие результаты, ученые подчеркивают, что количество участников эксперимента слишком мало, и для подтверждения полученных данных необходимо провести более масштабные исследования. Тем не менее эти результаты вселяют надежду на появление в ближайшем будущем широкодоступных методов, которые позволят диагностировать болезнь Паркинсона на ранних стадиях, сведя к минимуму количество врачебных ошибок, а также помогут оценить эффективность проводимой терапии.
