Schizofrenię da się wyczytać z oczu? Sprawdzają to lubelscy naukowcy

Schizofrenia to zaburzenie psychiczne zaliczane do grupy psychoz. Światowa Organizacja Zdrowia szacuje, że choroba dotyka ok. 21 milionów ludzi na świecie. W Polsce może być ich ok. milion. Do tej pory nie są znane przyczyny jej występowania. Nie ma też jednoznacznych sposobów diagnozy. Rozpoznanie opiera się przede wszystkim na wywiadzie lekarza z pacjentem i jego rodziną oraz na podstawie obserwacji. Nie ma natomiast badań laboratoryjnych potwierdzających lub wykluczających schizofrenię.

To może się zmienić. Zespół badaczy pod kierownictwem dr. hab. Pawła Karczmarka, kierownika Katedry Inteligencji Obliczeniowej Politechniki Lubelskiej we współpracy z naukowcami z Uniwersytetu Medycznego w Lublinie, Katolickiego Uniwersytetu Lubelskiego oraz University of Rochester (USA) sprawdza, czy możliwe jest postawienie diagnozy za pomocą skanowania siatkówki.

– Siatkówka jest ściśle powiązana z ośrodkowym układem nerwowym, można powiedzieć, że jest uproszczonym modelem tego, co dzieje się w mózgu – tłumaczy dr. hab. Paweł Karczmarek.

Do skanowania służy tomograf optyczny wykorzystywany dziś, m.in. w kardiologii, dermatologii i okulistyce. Urządzenie pozwala badać strukturę siatkówki warstwa po warstwie, a obrazy mają równie wysoką rozdzielczość jak obrazy histologiczne.

– Takie badanie może być wykonane w znacznie krótszym czasie (około minuty) niż badanie MRI, co zmniejsza czasochłonność, jak również kosztochłonność badań – dodaje dr hab. Karczmarek.

Okazuje się, że dane pochodzące z siatkówki mogą być dobrym materiałem na klasyfikowanie pacjentów do grupy osób zdrowych bądź chorych. – Dotychczasowe badania potwierdzają istnienie w schizofrenii cieńszych warstw siatkówki. Spowodowane mogą być one jednak także innymi schorzeniami, dlatego tak potrzebna jest wyjątkowo dokładna analiza- podkreśla naukowiec.

Zespół przeprowadził analizy badań 59 pacjentów ze schizofrenią oraz 61 osób zdrowych. Wyniki opublikowano w grudniu w czasopiśmie Scientific Reports.

– Zdjęcia z tomografu optycznego interpretowaliśmy z udziałem zaawansowanych algorytmów sztucznej inteligencji. Wykorzystaliśmy różnorodne modele analizy, które zwiększyły precyzję wykrywania różnic między zdrowymi osobami a pacjentami ze schizofrenią – zaznacza kierownik.  – Okazało się, że połączenie obrazowania siatkówki z technikami głębokiego uczenia opartymi na sieciach neuronowych może istotnie usprawnić diagnostykę schizofrenii. 

To ważne odkrycie, które udowadnia, że cieńsze warstwy siatkówki mogą być biomarkerami schizofrenii. Pozwoli to na szybsze i dokładniejsze diagnozowanie choroby, a co za tym idzie także szybsze rozpoczęcia leczenia i poprawę jakości życia pacjentów.

Współpraca naukowców z Politechniki Lubelskiej z badaczami z UMwL oraz University of Rochester trwa nadal. W USA został złożony wniosek grantowy na wspólne badania. W przygotowaniu są kolejne prace dotyczące analizy siatkówki z wykorzystaniem uczenia maszynowego i sztucznej inteligencji.

– Nowoczesne technologie obrazowania wspierane przez sztuczną inteligencję mogą zrewolucjonizować diagnostykę nie tylko w okulistyce, ale także w neuropsychiatrii, umożliwiając bardziej precyzyjne monitorowanie schorzeń, takich jak schizofrenia – podsumowuje dr. hab. Karczmarek.