Το τέλος του πόνου αναζητούν ερευνητές με τεχνητή νοημοσύνη

Μια ομάδα Νοτιοκορεατών ερευνητών αποκάλυψε ότι ο χρόνιος πόνος αφήνει μοναδικά νευρικά αποτυπώματα στον εγκέφαλο — και ότι η τεχνητή νοημοσύνη μπορεί να τα αναγνωρίζει σε πραγματικό χρόνο. Ωστόσο, ο τρόπος με τον οποίο εμφανίζεται ο πόνος διαφέρει από ασθενή σε ασθενή, γεγονός που δείχνει ότι δεν υπάρχει καθολικός δείκτης πόνου βασισμένος στον εγκέφαλο.

Η έρευνα, που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Nature Neuroscience, πραγματοποιήθηκε υπό την καθοδήγηση του Αναπληρωτή Διευθυντή Woo Choong-Wan στο Κέντρο Έρευνας Νευροαπεικόνισης του Ινστιτούτου Βασικών Επιστημών, σε συνεργασία με την ομάδα του Καθηγητή Cho Sungkun από το Εθνικό Πανεπιστήμιο Chungnam. Για περισσότερο από μισό χρόνο, ασθενείς με ινομυαλγία υποβλήθηκαν σε επαναλαμβανόμενες συνεδρίες λειτουργικής μαγνητικής τομογραφίας (fMRI), αναφέροντας διαρκώς τα επίπεδα πόνου τους.

Με τη χρήση μηχανικής μάθησης σε αυτά τα εκτεταμένα σύνολα δεδομένων, οι ερευνητές ανέπτυξαν εξατομικευμένα μοντέλα αποκωδικοποίησης που παρακολουθούσαν τις διακυμάνσεις του αυθόρμητου πόνου σε πραγματικό χρόνο — από λεπτό σε λεπτό εντός μιας σάρωσης, αλλά και μεταξύ συνεδριών και ημερών.

Η ακρίβεια των προβλέψεων βελτιώθηκε όσο αυξάνονταν τα δεδομένα εκπαίδευσης, αποδεικνύοντας ότι οι συνήθεις ποσότητες δεδομένων που χρησιμοποιούνται σε τυπικές μελέτες νευροαπεικόνισης δεν επαρκούν για αξιόπιστα αποτελέσματα.

Το βασικό εύρημα της μελέτης ήταν ότι το λεγόμενο «συνδετόμιο του πόνου» κάθε ασθενούς — δηλαδή το μοτίβο συνδεσιμότητας του εγκεφάλου που σχετίζεται με τον πόνο του — είναι μοναδικό. Μοντέλα που εκπαιδεύτηκαν με δεδομένα ενός συμμετέχοντα απέτυχαν πλήρως όταν εφαρμόστηκαν σε άλλον, ενώ οι διασταυρούμενες δοκιμές δεν απέδωσαν ουσιαστικές προβλέψεις.

Το εύρημα αυτό καταρρίπτει τις μακροχρόνιες ελπίδες για έναν ενιαίο βιοδείκτη του εγκεφάλου για τον χρόνιο πόνο και δείχνει την ανάγκη για πλήρως εξατομικευμένες προσεγγίσεις.

Σε αντίθεση με προηγούμενες μελέτες που εστίαζαν σε περιορισμένες εγκεφαλικές περιοχές, η παρούσα εργασία χρησιμοποίησε τη λειτουργική συνδεσιμότητα ολόκληρου του εγκεφάλου, καταγράφοντας τις πολύπλοκες αλληλεπιδράσεις των νευρωνικών δικτύων που εμπλέκονται στην επεξεργασία του πόνου.

«Το γεγονός ότι ο πόνος δεν μπορεί να φανεί, προσθέτει στην ταλαιπωρία των ασθενών με χρόνιο πόνο», δήλωσε ο Woo Choong-Wan. «Τα ευρήματά μας δείχνουν ότι η νευροαπεικόνιση ακριβείας μπορεί να βοηθήσει στην αξιολόγηση του αόρατου πόνου με πιο αντικειμενικό τρόπο σε ατομικό επίπεδο.»

Ο πρώτος συγγραφέας Lee Jae-Joong σημείωσε ότι «κάθε συμμετέχων παρουσίασε ένα μοναδικό μοτίβο εγκεφαλικής συνδεσιμότητας που σχετιζόταν με τον πόνο», προσθέτοντας πως η κατανόηση αυτών των εξατομικευμένων υπογραφών «μπορεί τελικά να βοηθήσει στον προσανατολισμό προσεγγίσεων ακριβείας για την αξιολόγηση και τη θεραπεία του πόνου».

Οι ερευνητές αναγνώρισαν ότι η μελέτη βασίστηκε σε μικρό αριθμό συμμετεχόντων και δεν είναι ακόμη έτοιμη για κλινική εφαρμογή. Μελλοντικές έρευνες με μεγαλύτερες και πιο ποικιλόμορφες ομάδες θα καθορίσουν αν οι υποτύποι του χρόνιου πόνου μοιράζονται κοινά νευρικά χαρακτηριστικά ή αν απαιτούν εντελώς εξατομικευμένες λύσεις.