Modelele mari de limbaj ajută la prezicerea zonelor epileptogene pentru intervenții chirurgicale

Modelele mari de limbaj ajută la prezicerea zonelor epileptogene pentru intervenții chirurgicale

Epilepsia, una dintre cele mai frecvente boli neurologice caracterizate prin convulsii recurente, afectează peste 70 de milioane de oameni din întreaga lume. Aproximativ 3,4 milioane de oameni din Statele Unite trăiesc cu această afecțiune dificilă. Aproximativ o treime din cazurile de epilepsie nu pot fi controlate cu medicamente. Pentru acești pacienți, rezecția chirurgicală a zonei epileptogene (EZ), o zonă a cărei îndepărtare poate duce la libertatea de convulsii - o perioadă de timp în care o persoană cu epilepsie nu suferă de convulsii - poate fi o opțiune eficientă pentru reducerea sau eliminarea convulsiilor.

Cu toate acestea, rata actuală de succes pentru chirurgia rezectivă, în care chirurgul îndepărtează unele dintre țesuturile creierului de unde provin convulsii, este de aproximativ 50% până la 60%. Unul dintre motive este că EZS nu au fost identificate cu precizie. Pentru a identifica ECS, pacienții sunt supuși unei serii de teste, inclusiv RMN, electroencefalografie sau EEG și EEG intracranian. Epileptologii folosesc aceste date și imagini pentru a descrie ceea ce este cunoscut sub numele de semiologia convulsiilor - simptomele și comportamentele în timpul crizelor. Aceste informații sunt folosite pentru a prezice locația EZS.

Cu toate acestea, limbajul folosit de epileptologi pentru a descrie semiologia crizelor convulsive poate diferi de la un centru de epilepsie la altul.

„Diferitele centre de epilepsie pot folosi termeni diferiți care descriu aceeași semiologie a convulsiilor”, spune Feng Liu, profesor asistent la Departamentul de Sisteme și Întreprinderi, Școala de Inginerie și Știință Schaefer de la Institutul de Tehnologie Stevens. „De exemplu, termenii „postură asimetrică” și „activitate tonică asimetrică” pot fi folosiți pentru a descrie același lucru”, împărtășește un exemplu în care se referă la o postură în care un braț sau un picior este întins în timp ce celălalt este flectat. „Există mulți termeni care se pot referi la același lucru, dar diferite centre pot folosi o terminologie diferită pentru a le descrie.”

Acest lucru creează o anumită inconsecvență care prezintă provocări pentru chirurgi. Datorită naturii descriptive a semiologiei convulsiilor, modelele de limbaj mari sau LLM-uri precum ChatGPT instruite pe o cohortă imensă de înregistrări publice pot fi un instrument valoros pentru identificarea EZS.

Liu și echipa sa de colaboratori au evaluat valoarea clinică a utilizării ChatGPT pentru a interpreta semiologia crizelor pentru a prezice locația EZ.

Modelele de limbaj mari, cum ar fi ChatGPT, ar putea fi instrumente valoroase pentru analiza informațiilor textuale complexe, ajutând la interpretarea descrierilor semiologice ale crizelor convulsive și la localizarea cu precizie a zonelor epileptogene. „

Feng Liu, profesor asistent, Departamentul de Sisteme și Întreprinderi, Școala de Inginerie și Știință Schäfer, Institutul de Tehnologie Stevens

Pentru studiu, echipa a chestionat cinci epileptologi certificați de consiliu care au aplicat pentru un sondaj online cu 100 de întrebări despre locația EZS, având în vedere descrierea semiologiei crizelor. Apoi, echipa a folosit Chatgpt pentru a finaliza aceeași sarcină și a comparat performanța ChatGPT cu cea a epileptologilor.

S-a descoperit că răspunsurile ChatGPT se potrivesc cu răspunsurile epileptologilor sau cu răspunsurile epileptologilor legate de regiunile în care sunt adesea localizate zonele epileptogene, cum ar fi lobul frontal al creierului și lobul temporal. Cu toate acestea, epileptologii au oferit răspunsuri mai precise în regiunile în care EZS este rar localizat, cum ar fi insula și cortexul cingulat. Aceste rezultate vor fi publicate înJurnalul de cercetare medicală pe Internetpe 12 mai.

Pentru a îmbunătăți și mai mult performanța LLM, echipa a construit primul LLM creat special pentru interpretarea hemicorpului de criză, numit Episemollm, găzduit pe un server GPU Stevens. Această platformă poate fi un asistent util în luarea deciziilor în faza de configurare preoperatorie pentru neurochirurgi și epileptologi.

„Rezultatele noastre arată că LLM și LLM ajustat pot servi ca un instrument valoros pentru a sprijini evaluarea preoperatorie pentru intervenția chirurgicală pentru epilepsie”, spune Liu. „Cele mai bune rezultate ar fi ca oamenii și inteligența artificială să lucreze împreună.”

Surse: