Grandes modelos de linguagem ajudam a prever zonas epileptogênicas para cirurgia

Grandes modelos de linguagem ajudam a prever zonas epileptogênicas para cirurgia

A epilepsia, uma das doenças neurológicas mais comuns caracterizada por convulsões recorrentes, afeta mais de 70 milhões de pessoas em todo o mundo. Aproximadamente 3,4 milhões de pessoas nos Estados Unidos vivem com esta condição desafiadora. Cerca de um terço dos casos de epilepsia não podem ser controlados com medicamentos. Para esses pacientes, a ressecção cirúrgica da zona epileptogênica (EZ), área cuja remoção pode resultar na ausência de crises convulsivas - período de tempo durante o qual uma pessoa com epilepsia não apresenta crises convulsivas - pode ser uma opção eficaz para reduzir ou eliminar crises convulsivas.

No entanto, a atual taxa de sucesso da cirurgia ressectiva, na qual o cirurgião remove alguns dos tecidos cerebrais onde se originam as convulsões, é de cerca de 50% a 60%. Uma das razões é que os EZS não foram identificados com precisão. Para identificar o SEC, os pacientes são submetidos a uma série de testes, incluindo ressonância magnética, eletroencefalografia ou EEG e EEG intracraniano. Os epileptologistas usam esses dados e imagens para descrever o que é conhecido como semiologia das crises – os sintomas e comportamentos durante as crises. Esta informação é usada para prever a localização do EZS.

No entanto, a linguagem usada pelos epileptologistas para descrever a semiologia das crises convulsivas pode variar de um centro de epilepsia para outro.

“Diferentes centros de epilepsia podem usar termos diferentes que descrevem a mesma semiologia da convulsão”, diz Feng Liu, professor assistente do Departamento de Sistemas e Empresas da Escola Schaefer de Engenharia e Ciência do Stevens Institute of Technology. “Por exemplo, os termos ‘postura assimétrica’ e ‘atividade tônica assimétrica’ podem ser usados ​​para descrever a mesma coisa”, ele compartilha um exemplo em que se refere a uma postura em que um braço ou perna está estendido enquanto o outro está flexionado. “Existem muitos termos que podem se referir à mesma coisa, mas diferentes centros podem usar terminologias diferentes para descrevê-los.”

Isso cria alguma inconsistência que apresenta desafios aos cirurgiões. Devido à natureza descritiva da semiologia da crise, grandes modelos de linguagem ou LLMs, como o ChatGPT, treinados em uma enorme coorte de registros públicos, podem ser uma ferramenta valiosa para identificar o EZS.

Liu e sua equipe de colaboradores avaliaram o valor clínico do uso do ChatGPT para interpretar a semiologia da convulsão e prever a localização do EZ.

Grandes modelos de linguagem, como o ChatGPT, podem ser ferramentas valiosas para analisar informações textuais complexas, ajudando a interpretar as descrições semiológicas das crises convulsivas e a localizar com precisão as zonas epileptogênicas. “

Feng Liu, professor assistente, Departamento de Sistemas e Empresas, Escola Schäfer de Engenharia e Ciência, Stevens Institute of Technology

Para o estudo, a equipe entrevistou cinco epileptologistas certificados que se inscreveram para uma pesquisa on-line de 100 perguntas sobre a localização do EZS, dada a descrição da semiologia das crises. A equipe então usou o Chatgpt para completar a mesma tarefa e comparou o desempenho do ChatGPT com o dos epileptologistas.

Descobriu-se que as respostas do ChatGPT correspondem às respostas dos epileptologistas ou às respostas dos epileptologistas relacionadas às regiões onde as zonas epileptogênicas estão frequentemente localizadas, como o lobo frontal do cérebro e o lobo temporal. No entanto, os epileptologistas forneceram respostas mais precisas em regiões onde o EZS raramente está localizado, como a ínsula e o córtex cingulado. Esses resultados serão publicados emO Jornal de Pesquisa Médica na Internetem 12 de maio.

Para melhorar ainda mais o desempenho do LLM, a equipe construiu o primeiro LLM construído especificamente para interpretação de hemicorpos convulsivos, chamado Episemollm, hospedado em um servidor GPU Stevens. Esta plataforma pode ser um assistente útil na tomada de decisões durante a fase de configuração pré-operatória para neurocirurgiões e epileptologistas.

“Nossos resultados mostram que o LLM e o LLM ajustado podem servir como uma ferramenta valiosa para apoiar a avaliação pré-operatória para cirurgia de epilepsia”, diz Liu. “Os melhores resultados seriam se os humanos e a IA trabalhassem juntos.”

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