استخدام الذكاء الاصطناعي للتنبؤ بتبعات جراحة أورام المخ.. هل بإمكانه تقليل المخاطر؟
قد يعاني مرضى الورم الدبقي، وهو نوع من أورام المخ الخبيثة، من مشاكل إدراكية بعد الجراحة، ومع ذلك، فإن التأثير الحقيقي للجراحة على المهام الإدراكية المعقدة غير معروف.
للتنبؤ بتأثيرات الجراحة على المهام الإدراكية، طور الباحث لارس سمولدرز نموذجًا للذكاء الاصطناعي يستخدم معلومات حول الاتصالات العصبية في المخ المستخرجة من صور الرنين المغناطيسي للمريض قبل الجراحة.
إزالة ورم خبيث بالمخ
إن إزالة ورم خبيث في المخ أو ورم أرومي دبقي قد يؤدي إلى إطالة عمر المريض لسنوات عديدة، اعتمادًا على نوع الورم الأرومي الدبقي.
ومع ذلك، فقد يمثل أيضًا بداية رحلة صحية صعبة أخرى.
وقال سمولدرز: "يعاني عديد المرضى من مشاكل إدراكية، مثل صعوبة التركيز وأداء المهام المعقدة، بعد إزالة ورم المخ لديهم".
وأشار سمولدرز إلى أن "هذه القضايا تؤدي إلى مشاكل كبيرة في الحياة اليومية للمرضى الذين يتلقون العلاج، مما يقلل بشكل كبير من جودة حياتهم".
وأضاف: "في حين أن المشاكل العصبية مثل الشلل الجزئي وفقدان البصر مفهومة جيدًا، فإن تأثير الجراحة على الوظائف الإدراكية الأكثر تعقيدًا غير معروف جيدًا، ومن الصعب التنبؤ مسبقًا بكيفية تأثر المرضى الأفراد بالجراحة".
نموذج الذكاء الاصطناعي
للمساعدة في التنبؤ بكيفية قيام المريض الذي يعاني من ورم خبيث في المخ بأداء المهام المعرفية بعد الجراحة، قام سمولدرز وزملاؤه بتطوير نموذج الذكاء الاصطناعي.
يعتمد الدماغ بشكل أساسي على الخلايا العصبية التي تشكل حزمًا طويلة المدى من ما يسمى بالمادة البيضاء التي تربط مناطق الدماغ جسديًا.
وقال سمولدرز: "كبيانات مدخلة للنموذج، قمنا بعزل تفاصيل هيكلية رئيسية من ما يسمى باتصالات المادة البيضاء الكبيرة في الدماغ والتي يمكن رؤيتها في صور الرنين المغناطيسي للدماغ الملتقطة قبل الجراحة، وقد استخدمنا هذه التفاصيل لفحص مدى مقاومة دماغ كل مريض للضرر الناجم عن العلاج لإزالة الورم أو القضاء عليه".
في السابق، كان التنبؤ بالنتائج المعرفية بعد العلاج مستحيلا تقريبا، على الرغم من أهمية هذه النتائج في الحياة اليومية للمريض.
يمكن للجراحين في المستقبل استخدام المعلومات التي ينتجها نموذج سمولدرز لتقييم مدى ملاءمة المريض لإجراء الجراحة، مما قد يجنب المرضى المعرضين للخطر الإعاقات العصبية غير القابلة للعكس.
ومع ذلك، يجب التحقق من صحة هذا النهج سريريًا على مجموعة كبيرة من المرضى أولًا.
كان الطريق إلى نموذج الذكاء الاصطناعي مثيرًا للاهتمام على أقل تقدير، كما يوضح سمولدرز.
وقال: "غالبًا ما يتم استخدام موقع تلف المخ للتنبؤ بنوع المشاكل العصبية التي قد يعاني منها المرضى، لكننا وجدنا أن موقع ورم المخ لا يساعد بالكاد في التنبؤ بهذه المشاكل لدى المرضى".
نتيجة لذلك، كان لزامًا على الباحث أن يطور أساليب جديدة.
وقال: "هذا جعلني أدرك أن وظيفة الدماغ أكثر تعقيدًا مما كنت أتصور في البداية، وأن الأمر يتطلب قدرًا كبيرًا من العمل لتحقيق الهدف المنشود المتمثل في التنبؤ بشكل موثوق بنتائج العمليات الجراحية للمرضى الأفراد".
وفي نهاية المطاف، نجح سمولدرز في تطوير نموذج تنبؤي يتنبأ بشكل معقول بما إذا كان المريض سيعاني من مشاكل إدراكية بعد العلاج.
خلال بحثه، اتبع سمولدرز مسارًا يجمع بين الرياضيات والخوارزميات وعلم الأعصاب والذكاء الاصطناعي. ومع ذلك، في بداية المشروع، لاحظ هو وزملاؤه شيئًا محيرًا ومقلقًا.
وقال: "لقد وجدنا أيضًا أن الأدبيات الموجودة المخصصة لدراسة الأدمغة السليمة توصلت إلى استنتاجات خاطئة حول العلاقة بين بنية الدماغ ووظيفته، لذلك، كتبنا ورقة تعليق حول هذا الموضوع لتفنيد بعض الاستنتاجات الخاطئة التي توصل إليها الباحثون في الماضي".
وفي المستقبل، يرغب سمولدرز وزملاؤه في دمج نشاط دماغ المريض الفردي في نموذجهم التنبئي لتحسين دقة النموذج.
قد يتمكن نموذج أكثر دقة من تقليل مخاطر الإصابة بالاختلالات العصبية، بعد الجراحة بشكل كبير وتحسين حياة مرضى أورام المخ بعد العلاج.
