Исследователи Стэнфордского университета вместе с коллегами разработали инновационную систему ИИ, которая, изучая данные всего одной ночи сна, предсказывает риск развития множества заболеваний.
Анализируя полный набор физиологических записей за одну ночь сна, модель SleepFM прогнозирует вероятность деменции, сердечной недостаточности, инсульта — в целом более ста недугов.
Что это за изобретение?
SleepFM — это базовая модель, подобная ChatGPT, обученная на огромном наборе информации. Речь идет о примерно 600 000 часов данных о сне, собранных у 65 000 человек.
И если ChatGPT обучается на основе слов и текста, SleepFM учится так же на информации о 5-секундных интервалах сна. «Большие языковые модели (LLM) осваивают наш язык, сопоставляя слова и текст, тогда как SleepFM, по сути, изучает язык сна», — отметил Джеймс Цу, специалист по сбору биомедицинских данных и соавтор исследования.
Необходимый массив данных команда собрала в различных клиниках с помощью методики, называемой полисомнографией (ПСГ), которая является «золотым стандартом» исследований сна. В рамках этой методики ученые используют датчики для отслеживания во время сна активности головного мозга, сердца и дыхательной системы, а также движений ног и глаз.
«Изучая сон, мы регистрируем невероятное количество сигналов», — говорит Эммануэль Миньо, профессор медицины сна в Стэнфорде и один из ведущих авторов работы.
Исследователи протестировали SleepFM, используя так называемое контрастное обучение с исключением одного элемента. Во время тестирования команда исключала данные, например, о частоте пульса или потоке воздуха для дыхания, заставляя SleepFM экстраполировать отсутствующую информацию на основе других биологических данных.
При этом ученые сопоставили данные полисомнографии с десятками тысяч отчетов о результатах лечения пациентов разного возраста за 25-летний период. Проанализировав данные из медицинских карт о 1041 заболевании, SleepFM с высокой точностью предсказала 130 из них на основе данных о сне пациентов.
В своих предсказаниях система SleepFM превзошла известные прогностические модели, сообщило издание Science Alert. Особого успеха модель SleepFM достигла в прогнозировании болезни Паркинсона, инфаркта миокарда, инсульта, хронической болезни почек, осложнений беременности, психических расстройств, рака предстательной железы, рака молочной железы и смертности от всех причин. Это еще раз подтверждает опасные последствия плохих привычек сна для здоровья, отметила команда.
Наиболее надежными предикторами заболеваний оказались физиологические функции, которые потеряли равновесие. «Например, мозг, который спал, и сердце, которое не спало, вероятно, предвещали проблемы», — объяснил профессор Миньо.
Как показало исследование, потенциал искусственного интеллекта чрезвычайно ценен для медицины. И прежде всего потому, что ИИ помогает спасать жизни. В будущих сценариях ученые планируют объединить возможности модели SleepFM и устройств для мониторинга сна, чтобы более тщательно изучать состояние здоровья людей в режиме реального времени.
Результаты исследования опубликовал журнал Nature Medicine.
Фото: Unsplash
