الكشف عن اضطراب فرط الحركة ونقص الانتباه بدقة شبه مثالية
يتفوق نموذج التعلم الآلي على النماذج السابقة المماثلة أو التشخيص السلوكي التقليدي، كما يقول باحث في جامعة بافالو
حددت دراسة جديدة بقيادة باحث في جامعة بوفالو كيف يمكن للتواصل المحدد بين مناطق الدماغ المختلفة، والمعروف باسم اتصال الدماغ، أن يعمل كمؤشر حيوي لاضطراب فرط الحركة ونقص الانتباه (ADHD).
اعتمد البحث على بنية عميقة باستخدام مصنفات التعلم الآلي لتحديد بدقة تصل إلى 99٪ أولئك البالغين الذين تم تشخيصهم في مرحلة الطفولة باضطراب فرط الحركة ونقص الانتباه قبل سنوات عديدة.
قال كريس ماكنورجان، أستاذ مساعد في علم النفس في كلية الآداب والعلوم، والمؤلف الرئيسي للدراسة: النتائج المنشورة في مجلة Frontiers in Physiology لها آثار ليس فقط على اكتشاف اضطراب فرط الحركة ونقص الانتباه، وهو اضطراب شائع ولكن تشخيصيًا يصعب تحديده، ولكن يمكن أيضًا أن تساعد الأطباء على استهداف العلاجات من خلال فهم مكان جلوس المرضى على نطاق واسع.
قال ماكنورجان، الخبير في التصوير العصبي والنمذجة الحاسوبية: “نظرًا لأن بعض الأدوية تتفاعل مع مسارات معينة، فإن فهم الأنواع المختلفة لاضطراب فرط الحركة ونقص الانتباه يمكن أن يساعد في اتخاذ قرارات مستنيرة بشأن دواء واحد مقابل الأدوية الأخرى”.
يُعد اضطراب نقص الانتباه أكثر الاضطرابات النفسية شيوعًا بين الأطفال في سن المدرسة، ولكن من الصعب تحديده. علاوة على ذلك، هناك أنواع فرعية متعددة تعقد التعريف السريري لاضطراب فرط الحركة ونقص الانتباه.
يمكن أن يتغير التشخيص السريري لاضطراب فرط الحركة ونقص الانتباه لدى المريض عندما يعود نفس المريض لإجراء تقييم لاحق.
قال ماكنورجان: “قد تظهر على المريض أعراض سلوكية تتوافق مع اضطراب فرط الحركة ونقص الانتباه في يوم من الأيام، ولكن حتى بعد أيام، قد لا تظهر هذه الأعراض، أو بنفس الدرجة”. “يمكن أن يكون الفرق بين يوم جيد ويوم سيئ.
“لكن بصمة الاتصال الدماغي لاضطراب فرط الحركة ونقص الانتباه تبدو أكثر استقرارًا. نحن لا نرى التقلبات التشخيصية.”
استخدم فريق البحث متعدد التخصصات المؤلف من المتطوعين البحثيين الجامعيين في جامعة بافالو كاري جودسون من قسم علم النفس وداكوتا هاندزليك في قسم علوم وهندسة الكمبيوتر، وجون جي هولدن، الأستاذ المشارك في علم النفس بجامعة سينسيناتي، بيانات أرشيفية من التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي من 80 مشاركًا بالغًا تم تشخيصهم باضطراب فرط الحركة ونقص الانتباه وهم أطفال.
مصنفات التعلم الآلي حيث يتم تطبيقها بعد ذلك على أربع لقطات من النشاط أثناء مهمة مصممة لاختبار قدرة الشخص على منع الاستجابة التلقائية.
حقق التحليل المركّز للتشغيل الفردي دقة تشخيص بنسبة 91٪، بينما اقترب التحليل الجماعي من 99٪.
قال ماكنورجان: “إنه أعلى معدل دقة رأيته في أي مكان – إنه بطولات الدوري أبعد من أي شيء سبقه، ويتجاوز بكثير أي شيء تم تحقيقه من خلال التقييم السلوكي”. “العديد من العوامل ساهمت على الأرجح في أداء تصنيفنا المتفوق.”
استخدم البحث السابق الذي يشير إلى وجود علاقة بين اتصال الدماغ و ADHD التصنيف الخطي المباشر. يبحث هذا البحث في العلاقات بين شيء ما وما يتوقعه هذا الشيء، مثل القهوة والأداء.
بالنسبة للعديد من النطاقات ، يكون التصنيف الخطي المباشر فعالًا ، لكن العلاقة بين القهوة والأداء، مثل الأعراض السلوكية و ADHD، ليست خطية. قد يؤدي فنجان أو فنجان من القهوة إلى تحسين الأداء، ولكن في مرحلة ما، قد يضر الكافيين بالأداء. توجد العلاقات غير الخطية عندما يكون لديك “القليل جدًا أو الكثير من الأشياء الجيدة”، وفقًا لماكنورجان.
تعد شبكات التعلم العميق مناسبة تمامًا لاكتشاف العلاقات الشرطية غير الخطية. في حالة الدراسة الحالية، تم التنبؤ باضطراب فرط الحركة ونقص الانتباه من أنماط الاتصال بين مجموعات مناطق الدماغ، على سبيل المثال، A و B و C. إذا كانت المناطق A و B مترابطة بشكل كبير، فقد يكون ذلك بمثابة تنبؤ باضطراب فرط الحركة ونقص الانتباه، ولكن ليس إذا كانت هذه كانت المناطق أيضًا مرتبطة ارتباطًا وثيقًا بالمنطقة ج. هذه الأنواع من العلاقات تمثل مشكلة بالنسبة للتقنيات الأكثر استخدامًا، ولكن ليس لمصنفات التعلم العميق.
يذهب نموذج McNorgan إلى أبعد من ذلك من خلال التمييز بين الأفراد المصابين باضطراب فرط الحركة ونقص الانتباه الذين لديهم أداء نموذجي أو غير نمطي في مهمة Iowa للمقامرة (IGT). إن IGT هو نموذج سلوكي مشابه للعبة بطاقة الكازينو التي تقدم خيارات عالية ومنخفضة المخاطر، وتستخدم عادة لدراسة وتشخيص اضطراب فرط الحركة ونقص الانتباه.
لا يمكن للتقنيات التقليدية إجراء أكثر من تصنيف واحد في نفس الوقت. يربط نهج McNorgan بأناقة تشخيص اضطراب فرط الحركة ونقص الانتباه مع الأداء في IGT لتوفير جسر محتمل يفسر سبب ارتباط كلاهما بأسلاك الدماغ.
أيضًا، على الرغم من أن الأشخاص المصابين باضطراب فرط الحركة ونقص الانتباه يميلون إلى اتخاذ خيارات أكثر خطورة في IGT، إلا أنه ليس محددًا عالميًا. يتخذ بعض الأشخاص غير المصابين باضطراب فرط الحركة ونقص الانتباه خيارات أكثر خطورة من غيرهم.
قال ماكنورجان: “هذا النهج من خلال التمييز بين هذين البعدين يوفر آلية لتصنيف الأشخاص المصابين باضطراب فرط الحركة ونقص الانتباه بطرق يمكن أن تسمح بالعلاجات المستهدفة. “يمكننا أن نرى أين الناس في السلسلة”.
وأضاف أنه نظرًا لأن شبكات الدماغ المختلفة متورطة في الأشخاص في طرفي السلسلة، فإن هذه الطريقة تفتح الباب لتطوير علاجات تركز على شبكات دماغية محددة
