في خطوة قد تغير مستقبل مراقبة المرضى، تتعاون كليفلاند كلينك مع شركة Piramidal الناشئة لتطوير نموذج ذكاء اصطناعي ضخم مدرب على بيانات موجات الدماغ لمراقبة صحة المخ في وحدات العناية المركزة بشكل فوري ودقيق.
محتويات المقالة:
- مقدمة: ثورة في مراقبة الدماغ
- مشكلة مراقبة تخطيط كهربية الدماغ الحالية
- الحل بالذكاء الاصطناعي: مراقبة فورية
- نموذج Piramidal التأسيسي للدماغ
- البيانات والتدريب: بناء عقل اصطناعي
- خطة الطرح والتحديات: الدقة فوق كل شيء
- التطبيقات المستقبلية والأخلاقيات
- خاتمة: مستقبل الرعاية الصحية يعتمد على البيانات
مقدمة: ثورة في مراقبة الدماغ
تتعاون كليفلاند كلينك، إحدى المؤسسات الطبية الرائدة في العالم، مع شركة Piramidal الناشئة التي تتخذ من سان فرانسيسكو مقراً لها لتطوير نموذج ذكاء اصطناعي واسع النطاق سيُستخدم لمراقبة صحة دماغ المرضى في وحدات العناية المركزة. بدلاً من تدريبه على النصوص مثل ChatGPT، يعتمد هذا النظام على بيانات تخطيط كهربية الدماغ (EEG)، التي تسجل النشاط الكهربائي للدماغ. يمكن أن تشير التغيرات في هذا النشاط إلى وجود مشكلة خطيرة، ويهدف هذا النظام الجديد إلى اكتشافها في ثوانٍ بدلاً من ساعات.
مشكلة مراقبة تخطيط كهربية الدماغ الحالية
في بيئة وحدة العناية المركزة، يبحث الأطباء في بيانات تخطيط كهربية الدماغ عن دليل على النوبات، أو تغير الوعي، أو تدهور وظائف المخ. حاليًا، يعتمد الأطباء على المراقبة المستمرة لتخطيط كهربية الدماغ، لكنهم لا يستطيعون مراقبة كل مريض على حدة في الوقت الفعلي. بدلاً من ذلك، يتم عادةً إنشاء تقارير تخطيط كهربية الدماغ كل 12 أو 24 ساعة ثم يتم تحليلها. قد يستغرق الأمر من ساعتين إلى أربع ساعات لمراجعة بيانات موجات الدماغ ليوم واحد يدويًا.
يقول الدكتور عماد نجم، طبيب الأعصاب ومدير مركز الصرع في معهد كليفلاند كلينك للأعصاب: «هذا النوع من الأشياء يستغرق وقتًا طويلاً. إنه ذاتي، ويعتمد على الخبرة والتخصص».
الحل بالذكاء الاصطناعي: مراقبة فورية
تم تصميم النظام الذي تطوره كليفلاند كلينك و Piramidal لتفسير التدفقات المستمرة لبيانات تخطيط كهربية الدماغ والإبلاغ عن الحالات الشاذة في ثوانٍ حتى يتمكن الأطباء من التدخل في وقت أقرب. يقول كريس باهوجا، كبير مسؤولي المنتجات في Piramidal: «يلعب نموذجنا دور المراقبة المستمرة للمرضى في وحدة العناية المركزة وإعلام الأطباء بما يحدث للمريض وكيف تتطور صحة دماغه في الوقت الفعلي».
نموذج Piramidal التأسيسي للدماغ
أسس باهوجا وديميتريس فوتيس ساكيلاريو شركة Piramidal في عام 2023 بهدف بناء نموذج تأسيسي للدماغ – وهو نظام ذكاء اصطناعي يمكنه قراءة وتفسير الإشارات العصبية بشكل واسع عبر مختلف الأشخاص. هذا المفهوم مشابه للنماذج التأسيسية اللغوية، ولكن بدلاً من فهم اللغة، يسعى هذا النموذج لفهم «لغة الدماغ».
البيانات والتدريب: بناء عقل اصطناعي
قامت الشركة ببناء نموذج الدماغ الخاص بوحدة العناية المركزة باستخدام مجموعات بيانات تخطيط كهربية الدماغ المتاحة للجمهور، بالإضافة إلى بيانات خاصة من كليفلاند كلينك وشراكات أخرى. يقول ساكيلاريو إن النموذج يتضمن ما يقرب من مليون ساعة من بيانات مراقبة تخطيط كهربية الدماغ من «عشرات الآلاف» من المرضى، سواء كانوا أصحاء أو غير أصحاء من الناحية العصبية. تختلف أنماط نشاط الدماغ بشكل كبير من شخص لآخر، لذا يتطلب بناء نموذج تأسيسي للدماغ كميات هائلة من البيانات لالتقاط الأنماط والميزات الشائعة.
يقول ساكيلاريو: «جمال النموذج التأسيسي هو بنفس الطريقة التي يمكن بها لـ ChatGPT تعميم النص، يمكنه التكيف مع نبرتك، ويمكنه التكيف مع طريقتك في الكتابة – نموذجنا قادر على التكيف مع أدمغة مختلف الأشخاص».
خطة الطرح والتحديات: الدقة فوق كل شيء
حاليًا، يقوم الفريق باستخدام بيانات المرضى بأثر رجعي لضبط النموذج. في الأشهر الستة إلى الثمانية المقبلة، يخططون لاختبار النموذج في بيئة وحدة العناية المركزة الخاضعة لرقابة مشددة مع بيانات المرضى الحية وعدد محدود من الأسرة والأطباء. ومن هناك، يهدفون إلى طرح البرنامج ببطء في وحدة العناية المركزة بأكملها. في النهاية، سيسمح البرنامج لنظام المستشفى بمراقبة مئات المرضى في وقت واحد.
يهدف الطرح البطيء إلى تقليل معدل النتائج الإيجابية الكاذبة والسلبية الكاذبة – وهي الحالات التي يخطئ فيها النظام في تحديد المرضى الذين ليس لديهم حدث خطير أو يفشل في اكتشاف شخص لديه. يقول الدكتور نجم إن السيناريو الأخير على وجه الخصوص هو «مشكلة كبيرة تبقينا مستيقظين في الليل». لم تعلق Piramidal على دقة النموذج الحالية ولكنها قالت إنها حققت أداءً «شبيهًا بالبشر».
التطبيقات المستقبلية والأخلاقيات
بينما ينصب التركيز الفوري لشركة Piramidal على تطبيق نموذجها التأسيسي للدماغ في وحدة العناية المركزة، يريد ساكيلاريو وباهوجا أيضًا استخدامه لمراقبة الصرع والنوم. وفي الوقت نفسه، تثير التطبيقات الطبية والاستهلاكية لنماذج الدماغ التأسيسية تساؤلات حول كيفية استخدام بيانات الدماغ وتخزينها، فضلاً عن كيفية ووقت استخدامها.
تقول كارولين مونتوجو، الرئيس والمدير التنفيذي لمؤسسة دانا، وهي منظمة خيرية خاصة مكرسة لأبحاث علم الأعصاب: «تُبرز التطورات مثل هذا الحاجة إلى أطر أخلاقية استباقية تدعم التطوير والاستخدام المسؤول لهذه التقنيات. من الأهمية بمكان إدخال العديد من وجهات النظر المختلفة في المراحل المبكرة من تصميم التكنولوجيا من تخصصات متعددة، بما في ذلك علماء الأخلاق وعلماء الاجتماع وعلماء القانون، فضلاً عن التجارب المعاشة للمرضى».
خاتمة: مستقبل الرعاية الصحية يعتمد على البيانات
يمثل هذا المشروع تقاطعًا مثيرًا بين الطب المتقدم والذكاء الاصطناعي. إذا نجح، فإنه لن ينقذ الأرواح في وحدات العناية المركزة فحسب، بل سيمهد الطريق أيضًا لعصر جديد من الرعاية الصحية الشخصية والمستندة إلى البيانات، حيث يمكن للذكاء الاصطناعي أن يكون بمثابة حارس رقمي يراقب باستمرار العلامات الحيوية الأكثر تعقيدًا لدينا: نشاط أدمغتنا.
