Ilościowe badanie świadomości człowieka z pomącą sztucznej inteligencji
Nowe badanie wspierane przez unijne projekty HBP SGA3 i DoCMA daje naukowcom wgląd w świadomość człowieka. Zespół badawczy pod kierunkiem naukowców z Korea University i Uniwersytetu w Liège (Belgia), partnera projektów, opracował wskaźnik do pomiaru świadomości „explainable consciousness indicator” (ECI), który umożliwia zbadanie różnych elementów świadomości. Wyniki badań opublikowano w czasopiśmie „Nature Communications”. Świadomość składa się z dwóch elementów: pobudzenia (czuwania) i stanu uwagi. Otwarcie oczu wskazuje na stan pobudzenia, a zdolność do rozpoznawania różnic lub wypełniania poleceń – na stan uwagi. W innych warunkach, np. podczas śnienia lub snu bez marzeń sennych, znieczulenia ogólnego i poważnych urazów mózgu, występują różne poziomy świadomości. Do tej pory nie powstał żaden system pozwalający na ilościowe badanie obu elementów świadomości.
Wiarygodny pomiar świadomości
Opracowany przez naukowców wskaźnik ECI wykorzystuje uczenie głębokie, aby rozróżniać stan czuwania i uwagi pod wpływem różnych czynników fizjologicznych, farmakologicznych i patologicznych. Zespół przeanalizował aktywność mózgu podczas snu u 6 zdrowych uczestników, 16 zdrowych uczestników znieczulonych ketaminą, propofolem lub ksenonem oraz 34 uczestników, którzy zapadli w śpiączkę w wyniku poważnego urazu mózgu. Badanie wykazało, że znieczulenie ketaminą i faza REM, podczas której pojawia się najwięcej marzeń sennych, z niskim stanem czuwania i wysokim stanem uwagi znacznie różnią się od innych stanów. Ponadto najlepszym obszarem do pomiaru stanu czuwania i uwagi w zmiennych stanach świadomości okazał się płat ciemieniowy. Autorzy badania uważają, że nowe rozwiązanie może stać się „wiarygodnym i cennym narzędziem do pomiaru i rozróżniania stanów świadomości”. W artykule zaprezentowano „pierwszą na świecie technologię pozwalającą na jednoczesne ilościowe badanie pobudzenia i uwagi”, mówi współautor badania prof. Seong-Whan Lee z Wydziału Sztucznej Inteligencji Korea University w komunikacie prasowym opublikowanym na stronie Uniwersytetu w Liège. ECI może przyczynić się do poprawy opieki klinicznej nad pacjentami w różnych warunkach, takich jak monitorowanie stanów znieczulenia podczas operacji i diagnozowanie pacjentów w śpiączce lub stanie wegetatywnym. Zdaniem współautorki badania dr Olivii Gosseries, jednej z dyrektorów zespołu Coma Science Group działającego przy Uniwersytecie w Liège, „wprowadzenie tego nowego wskaźnika do praktyki klinicznej, a nawet opracowanie internetowego, działającego w czasie rzeczywistym narzędzia, które znajdzie zastosowanie w szpitalach, na salach operacyjnych i oddziałach intensywnej terapii, wymaga dalszych badań”. Projekt HBP SGA3 (Human Brain Project Specific Grant Agreement 3) to ostatnia z czterech faz projektu Human Brain Project. „Owocna międzynarodowa współpraca pomiędzy partnerami HBP dowodzi wydajności narzędzi platformy do wymiany danych EBRAINS w zakresie dużych zestawów danych z neuroobrazowania”, podkreśla współautor badania i kierownik zespołu Coma Science Group prof. Steven Laureys z Uniwersytetu w Liège, cytowany w komunikacie prasowym opublikowanym na stronie projektu Human Brain. „Realizując nasze badania, czerpaliśmy z ustaleń zespołów projektu Human Brain Project w celu promowania i wspierania cyfrowej neuronauki i medycyny mózgu”. Prace nad projektem DoCMA (Disorders of Consciousness (DoC): enhancing the transfer of knowledge and professional skills on evidence-based interventions and validated technology for a better management of patients) zakończą się w styczniu 2023 r. Więcej informacji: strona projektu HBP SGA3 strona projektu DoCMA
Słowa kluczowe
HBP SGA3, DoCMA, człowiek, mózg, świadomość, uwaga, pobudzenie, czuwanie, sen, znieczulenie, uraz mózgu
