Jde o čas. A přesto přesně to je oblast, která je problematická. Neurodegenerativní nemoci se dají tím lépe léčit, čím dříve na ně lékaři přijdou. Jenže jejich první projevy jsou pro lidi běžně neviditelné. Pro stroje to ale neplatí. Uvědomili si to David Navrátil a Jan Pavlík, dva inovátoři v medicínské oblasti. Určili tak místa, kde se nemoc brzy ukáže, a naučili umělou inteligenci, aby je dokázala vyhledat. Tu zabalili pod hlavičku projektu Neurona Lab a s ním vyrazili do Fakultní nemocnice Motol a brzy chtějí i do dalších medicínských zařízení. Ale třeba i do vašich mobilů.

Není v tom na první pohled mnoho. Nic víc než pár rozhovorů s vlastním telefonem. Říct mu několik slov začínajících třeba na písmeno N. Vyjmenovat domácí zvířata nebo například druhy zeleniny. Pro zdravého člověka obvykle nic těžkého. Ale pro toho, kdo začne za pár měsíců či let mluvit tak nesrozumitelně, že si toho všimnou ostatní, se tu můžou odhalit první ukazatele, že je něco špatně.

„Projev člověka s Alzheimerovou nemocí je specifický. Hledá výrazy, zapomíná slova. Opakují se některé varovné příznaky, které nemoc naznačují. Směřujeme k tomu, aby je umělá inteligence rozpoznala mnohem dřív, než jsou jasně patrné pro lidi,“ popisuje Jan Pavlík, spoluzakladatel a CEO Neurona Lab. Odkazuje na jinou intonaci, opakování slov, zadrhávání v mluvě nebo třeba nelogičnosti vět.

Plán, o kterém je řeč, získal jméno Neurona VOX. Je to jeden ze tří velkých projektů, které Pavlík spolu s druhým zakladatelem Davidem Navrátilem zastřešili svou společností a o kterém si představují, že pomůže změnit diagnostiku neurodegenerativních nemocí. Jsou si jistí, že urychlí potvrzení diagnózy o měsíce nebo i roky.

Pavlík a Navrátil nejsou v kombinaci oborů diagnostiky a technologií nováčky. Navrátil je technologický inovátor, který má z minulosti s umělou inteligencí zkušenosti mimo jiné jako investor ve firmě Quantasoft, která se vedle ní zabývá biometrií a počítačovým viděním. Založil Aireen, umělou inteligenci, která pohledem do lidských očí umí najít prvotní známky přidružených komplikací civilizačních chorob.

Jan Pavlík v různých pozicích farmaceutického průmyslu působí přes 20 let, zaměřuje se na onkologii, neurologii, vlastní poradenskou společnost a založil a vede AlzheimerChain, organizaci, která technologie na zhodnocování stavu neurologických pacientů používá a učí je s nimi pracovat a zároveň shromažďuje data o prevenci i vývoji Alzheimerovy nemoci.

V jejich „hubu“ zaměřeném na neurodegenerativní nemoci jsou kromě Neurony VOX další dva systémy – Neurona PET a Neurona ARIA. Ty jsou určeny pro použití lékaři v nemocnicích a už se taky testují v Motole, ostatní instituce mají přibývat. Programy pracují se snímky ze specializovaných přístrojů a i v tomto případě se umělá inteligence a chytré algoritmy učí hledat nemoci ve chvíli, kdy je lidé, v tomto případě lékaři, ještě nevidí.

Rychlost, kterou stroje můžou zajistit, je extrémně důležitá. „Čím dřív se začne léčit, tím větší má ta léčba význam. Nyní totiž původní stav nedokážeme vrátit zpátky, příznaky zpomalujeme. Přitom mozkových funkcí ubývá. A když už jste na konci, není jednoduše z čeho brát,“ popisuje Pavlík.

Změny v mozku až s dvacetiletým předstihem

Nyní se diagnóza neurodegenerativního onemocnění obvykle stanoví na základě kombinace fyzikálního vyšetření, anamnézy a různých testů, obvykle využívajících několik přístrojů. Vyhodnocují je specialisté, někdy je nutná kombinace různých metod, jindy jejich opakování v průběhu času.

„Neexistují jednoduše proveditelné, levné a stoprocentně spolehlivé diagnostické markery, jako jsou laboratorní testy nebo zobrazovací metody, které by bylo možné použít k potvrzení diagnózy. Některá z těchto onemocnění jsou navíc velmi vzácná a stále o nich nemáme dostatek informací,“ říká profesor neurologie a lékař Jakub Hort.

Zdůrazňuje, že konkrétně s Alzheimerovou nemocí žije v Česku oficiálně asi 120 tisíc lidí. Ale podle odhadů dalších až 400 tisíc, kteří o ní ještě nevědí nebo ji nemají potvrzenou. „U této nemoci mohou změny v mozku nastat již patnáct až dvacet let před tím, než se onemocnění plně projeví,“ popisuje přitom.

Právě proto je cíl, najít rychle prvotní známky, extrémně zajímavý. Ovšem propojit technologie s medicínou obvykle není tak jednoduché, protože jen specializované technologické společnosti problémům medicíny a zákonitostem vyšetření, nemocnic či pacientských dat rozumějí. Navrátil s Pavlíkem v tom mají výhodu. Mají za sebou podobné projekty, kolem sebe specializovaný tým doktorů a v Motole už dva zmiňované systémy nechávají učit.

Oba systémy se zaměřují lehce jinam. Neurona PET ukazuje, jak je dosavadní léčba úspěšná. Získala jméno podle pozitronové emisní tomografie, vyšetření, které dokáže dodat umělé inteligenci „skvělá“ data. Specifický algoritmus dává dohromady údaje jak z něj, tak z magnetické rezonance. Z jejich kombinace dokáže vyčíst, jak nemoc postupuje.

„Výpočet dnes trvá nižší desítky hodin. Naší ambicí nyní je dostat se pod deset minut,“ popisuje Navrátil. Aby se systém dopracoval tam, kam si představuje, potřebují odborníci označit tisíce snímků, což je to, na čem aktuálně pracují.

Neurona ARIA cílí na vybudování architektury umělé inteligence, která umožní rychle a přesně detekovat komplikace léčby Alzheimerovy nemoci. I ona hledá nestandardní „obrázky“ mozku, stačí jí na to ale vyšetření magnetickou rezonancí, které je výrazně dostupnější a levnější než zmiňované PET. Snímkuje mozek ze tří stran a vykresluje ho z každé z nich ve zhruba 160 vrstvách – fotí se totiž z několika úhlů tak, aby bylo možné sestavit 3D obraz. Množství je pro výuku umělé inteligence dobrá zpráva. Čím víc vrstev, tím víc výukového materiálu pro neuronovou síť.

Velké sousto

Než regulatorní orgány všechny tyto metody definitivně schválí, zabere to ještě řadu testů. Zakladatelé Neurony věří, že certifikaci by mohli mít definitivně na konci příštího roku.

Zatím se toto spojení zdravotnictví a technologie rozšiřuje. Vedle hlavního partnera, kterým je Motol, na něm spolupracuje i 2. lékařská fakulta Univerzity Karlovy, Microsoft a Nadační fond Alzheimer. Spoluzakladatelé zmiňují i další zahraniční vědecké instituce. Finančně za projektem stojí zakladatel David Navrátil a jeho inovační skupina Channel Lab a JFP Consulting, který zastupuje lékařské kolegy projektu.

„Vzali jsme si velké sousto. Je to určitě o něco složitější projekt než třeba Aireen,“ říká Navrátil. Vysvětluje totiž, že zmiňovaná Aireen má k dispozici násobně víc dat, na kterých se systémy učily a učí. To proto, že může čerpat z častého vyšetření očí, na které obvykle pravidelně chodí lidé s naměřenými dioptriemi a dalšími očními vadami, a které jsou tak poměrně snadno dostupné.

Na Neuroně ale pracuje intenzivně celý tým lékařů, dodává. A zakladatelé věří, že dosah projektu bude výrazný a pomůže zachránit řadu lidských životů.