L’Intelligenza Artificiale come alleata nella cura della schizofrenia

Sebbene quello dell’Intelligenza Artificiale (IA) sia un argomento spesso divisivo, tuttavia, è ormai innegabile che questo strumento sia diventato estremamente potente e prezioso per l’uomo. Infatti, l’IA viene ormai utilizzata in ambiti come la medicina, soprattutto per la diagnostica di malattie e la personalizzazione delle terapie farmacologiche, sempre accompagnata dalla supervisione del personale medico. Grazie a questa tecnologia, numerose sono state le diagnostiche di malattie effettuate con successo nel settore dell’ortopedia e dell’oncologia. Attualmente, l’uso dell’IA si sta espandendo anche ai disturbi mentali come la schizofrenia. 

Un recente studio ha effettuato un’indagine approfondita su come l’Intelligenza Artificiale, unita a tecnologie moderne come la stampa 3D, possa aiutare nel trattamento di malattie come la schizofrenia. Secondo l’Organizzazione Mondiale della Sanità, al mondo, le persone affette da schizofrenia sono circa 21 milioni. Si tratta di una malattia che insorge tra i 18 anni per le donne e di 25 anni per gli uomini e le cui sintomatologie includono deliri, allucinazioni e decadimento cognitivo. L’Intelligenza Artificiale aiuterebbe dunque i medici ad effettuare non solo la diagnosi precoce della schizofrenia su persone ad alto rischio, ma anche a personalizzarne le terapie e i farmaci. 

La difficoltà maggiore relativa alla diagnosi della schizofrenia è che, diversamente da ambiti quali l’ortopedia e l’oncologia, la sintomatologia di questa malattia è eterogenea e può dunque manifestarsi in forme diverse per ciascun paziente. Inoltre, la schizofrenia non può essere diagnosticata servendosi di indicatori biologici, ma solo tramite le sintomatologie cliniche stabilite dal DSM , ossia The Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders, e dall’ICD, International Classification of Diseases, che tutta via non sempre sono sufficienti per riconoscere i sintomi meno classici della malattia.  

Uso dell’IA per il trattamento della schizofrenia 

L’Intelligenza Artificiale potrebbe offrire quindi al personale medico dei nuovi metodi di indagine e trattamento della malattia. In primo luogo, si tratta di una tecnologia che è in grado di elaborare e analizzare dei dati estremamente complessi. Questo permetterebbe di diagnosticare precocemente la malattia nelle popolazioni ad alto rischio. Infatti, tramite l’integrazione del Machine Learning, l’IA può analizzare i dati raccolti dai pazienti e elaborarli con i modelli clinici, limitando l’errore umano derivato dal calcolo manuale dei dati. Inoltre, l’IA è una tecnologia che ha capacità di autoapprendimento e autottimizzazione: se arricchita con nuovi dati, riesce a produrre degli algoritmi sempre più accurati che permettono di migliorare le previsioni mediche. Questo lo renderebbe uno strumento estremamente utile nella la diagnosi di malattie con sintomatologie eterogenee come la schizofrenia.  

In secondo luogo, l’IA potrebbe rilevare la comparsa dei sintomi della malattia nel pazienti tramite l’analisi del loro linguaggio. Questa malattia può infatti influenzare le facoltà linguistiche di chi ne è affetto, causando cambiamenti nel tono di voce o nell’elocuzione. Purtroppo, durante il trattamento della schizofrenia, possono emergere nel paziente dei sintomi depressivi e il trattamento antidepressivo viene spesso trascurato perché i sintomi non vengono riconosciuti tempestivamente durante la progressione della malattia. È stato dimostrato che l’IA, istruita secondo delle caratteristiche comportamentali multimodali e implementata con il Machine Learning, riesca a determinare quindi se il paziente è sano, affetto da schizofrenia o da un disturbo di depressione maggiore. Tramite l’analisi del linguaggio, l’IA permette di identificare tempestivamente il cambiamento di comportamento nei pazienti affetti da schizofrenia, per sostenerli poi con la cura farmacologica adeguata.  

Il diagramma illustra l’applicazione dell’IA per la schizofrenia per la diagnosi, il trattamento e la prognosi. Crediti fotografici: nature.

Infine, l’IA è utile anche nella creazione di terapie farmacologiche personalizzate. Grazie alla raccolta dei dati dei pazienti e la creazione di modelli clinici, l’IA è in grado di effettuare delle previsioni circa i dosaggi dei farmaci personalizzati per ciascun paziente. Tuttavia, oltre al calcolo delle dosi, la tecnologia di IA può identificare i fattori chiave che influenzano il metabolismo e la risposta dei farmaci, permettendo ai medici di capire come ciascun paziente risponde alla terapia. Di conseguenza, l’IA è in grado anche di sviluppare delle terapie personalizzate per i pazienti, ottimizzando non solo il dosaggio, ma anche la selezione dei farmaci. 

Dispositivi elettronici stampati in 3D per la ricerca

Da qualche anno vengono sperimentati nuovi approcci potenziati dall’Intelligenza Artificiale per il trattamento della schizofrenia che includono l’utilizzo di varie tecnologie, tra cui la stampa 3D. Come riportato dalla ricerca, un recente studio si è servito della stampa 3D per creare un dispositivo elettronico di interfaccia neurale, che rientra nel campo della BCI, ossia Brain-computer interface, permettendo di decodificare i segnali neurofisiologici associati all’attività cerebrale dei topi. Grazie a questo dispositivo stampato in 3D impiantabile e biocompatibile è stato possibile monitorare con precisione l’attività della corteccia prefrontale dei topi. L’obiettivo della ricerca è stato quello di analizzare gli effetti delle terapie per i disturbi neuropsichiatrici sull’attività neurale. Questa interfaccia protesica neurale è stata progettata per registrare, modulare e classificare i biomarcatori elettrofisiologici associati a tali disturbi. I risultati della ricerca hanno dimostrato che la protesi è in grado di monitorare e modulare efficacemente l’attività cerebrale sia nei topi sani che in quelli affetti da alterazioni, offrendo un nuovo strumento per il trattamento personalizzato dei disturbi neuropsichiatrici. 

Vantaggi e svantaggi della tecnologia 

Come riportato dalla ricerca, l’IA ha, indubbiamente, creato delle possibilità senza precedenti per la diagnosi e il trattamento della schizofrenia. Tuttavia, la tecnologia è soggetta ancora a limitazioni e funge più da strumento ausiliario per i medici nella diagnosi e nel trattamento piuttosto che da vero e proprio sostituto. Sebbene l’IA si “alimenti” dalla raccolta dei dati e diventi grazie a questo sempre più efficiente, le attuali applicazioni basate sull’intelligenza artificiale registrano delle carenze per quanto riguarda l’applicazione di effettive terapie cliniche. Le difficoltà aumentano quando si ha a che fare con dei dati medici come quelli della schizofrenia che differiscono notevolmente gli uni dagli altri nei criteri diagnostici. Inoltre, attualmente, molti studi esistenti si sono concentrati prevalentemente su analisi retrospettive, servendosi di dati storici rilevati unicamente per la formazione e il test degli algoritmi.

Nonostante le difficoltà attuali dell’impiego dell’IA nel trattamento della schizofrenia, la velocità con la quale questa tecnologia si sta evolvendo permette di ipotizzare che le problematiche attuali vengano presto risolte e che questa venga implementata maggiormente per la cura delle malattie psichiatriche. Ciò che è certo è che l’interazione uomo-macchina sta portando numerose innovazioni nel campo medicale che varrà la pena indagare anche in futuro. Per saperne di più su come l’IA può aiutare i medici nella cura della schizofrenia, clicca QUI.

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*Crediti per tutte le foto: nature