ساعت هوشمندی که صرع را تشخیص می‌دهد

این هِنری است. یک پسر با مزه. وقتی هنری سه ساله بود، مادرش دید که او دچار تشنج ناشی از تب شد. تشنج ناشی از تب، حمله‌ای است که به همراه تب اتفاق می‌افتاد. و دکتر گفت، «نگران نباشید این حملات معمولابا افزایش سن از بین می‌رود» وقتی هنری چهارساله بوددچار حمله‌ی تشنجی شد، حمله ای که هوشیاری از دست می‌رود و بدن به لرزه می‌افتد. تشنج عمومی کلونیک-تونیک. وقتی دکترها در پروسه‌یتشخیص دادن صرع بودند، یک روز صبح مادرشبه اتاق هنری رفت تا بیدارش کند، و وقتی وارد اتاقش شد، بدنش را سرد و بی‌جان پیدا کرد.
هنری در اثر ابتلا به SUDEP از دنیا رفت، مرگ ناگهانی و غیرمنتظره در اثر صرع. می‌خواهم بدانم چند نفر از شما واژه‌یSUDEP رو قبلاً شنیدید. شما مخاطبان بسیار تحصیل کرده‌ای هستیدبا این وجود چندتا دست بیشتر بالا نرفته. SUDEP زمانی رخ می‌دهد که فردبه‌ظاهر سالم که دچار بیماری صرع است، از دنیا می‌رود و در کالبد شکافی هیچ دلیلیبرای مرگ شخص نمی‌توان پیدا کرد. هر ۷ تا ۹ دقیقه یک نفردر اثر SUDEP از دنیا می‌رود. یعنی به طور متوسط دو نفر در هر برنامه‌ی سخنرانی TED. مغز معمولی فعالیت‌های الکتریکی دارد. شما می‌توانید یک سری از امواج الکتریکی که از یک مغز بیرون می‌آید رادر این تصویر ببینید. فعالیت‌های الکتریکی عادیباید به این صورت باشد تا یک نوار مغزی بتواند آنرا بخواند. وقتی تشنج اتفاق می‌افتد،‌فعالیت‌های الکتریکی کمی غیرعادی می‌شوند، و ممکن است مرکزی باشد. ممکن است فقط در ناحیه‌ی کوچکیاز مغز اتفاق بیفتد. وقتی این اتفاق می‌افتدممکن است حس عجیبی به شما دست بدهد. همین الان هم ممکن است در بین شما این اتفاق بیفتد، و ممکن است نفر کناری شماحتی متوجه‌اش نشود. اما اگر دچار تشنج شویدآن نقطه‌ی قرمز در مغز گسترش پیدا می‌کند در مغز، مثل جنگلی که آتش گرفته. و بعد به قسمت‌های دیگر می‌رود، و این تشنج عمومیهشیاری را از بین می‌برد و موجب رعشه می‌شود.
هر ساله در ایالات متحده تعداد SUDEP از سندروم مرگ ناگهانی نوزاد هم بیشتراست. چند نفر از شما در موردمرگ ناگهانی نوزادان شنیده‌اید؟ تقریبا همه‌ی دستها بالا رفت. اینجا پس چه اتفاقی افتاده؟ چرا این نوع مرگ بسیار شایع است ولیمردم هنوز از آن خبر ندارند؟ و برای جلوگیری از آن چه می‌توان کرد؟ از نظر علمی دو راه وجود دارد که از خطر SUDEP جلوگیری و یایا آن را کم می‌کند. راه اول: «از دستورالعمل‎هایدکترتان پیروی کنید.» «داروهایتان را مصرف کنید.» دو سوم کسانی که صرع دارند با مصرف دارو بیماری‌شان کنترل می‌شود. دومین راهی که خطر SUDEPرا کاهش می‌دهد داشتن یک همراه است. کسی که هنگام وقوع حملهکنارتان باشد. با وجود اینکه بسیاری از شما تا حالا اسمSUDEP را نشنیدید، درواقع دومین علت مرگ زودرسازمیانگین سالهایی است که درصورت عدم مرگ زودرس می‌توانسته زندگی کنددر بین همه‌ی بیماری‌های عصبی است. نمودار افقی تعداد مرگ و میر ضرب‎در طول عمر، هرچقدر بیشتر باشد اثر مخرب‌تری دارد. هرچند که SUDEP برخلاف سایر علت‌ها، چیزی است که مردممی‌توانند از آن جلوگیری کنند.
اما چرا رز ریکارد، محقق هوش مصنوعی، در مورد SUDEP برای شما می‌گوید؟ من عصب شناس نیستم. وقتی در آزمایشگاه رسانه روی سنجش احساسات کار می‌کردم، و سعی می‌کردم دستگاه رانسبت به احساسات‌مان هوشمندتر کنم، روی اندازه گیری استرس خیلی کار کردیم. حسگرهای زیادی ساختیم که استرس را از راه‌هایمختلف زیادی اندازه می‌گرفت. ولی یک راه به‌خصوص یکی از این کارهای قدیمی اندازه گیری کف دستی بود که عرق می‌کرد با سیگنال‌های الکتریکی. این سیگنال هدایتگر پوستی است که وقتی عصبی می‌شوید بالا می‌رود، اما این بالا و پایین رفتن به شرایط جذاب دیگری هم بستگی دارد. اما اندازه‌گیری آن با سیم رویدست ناراحت کننده است. سپس ما راه‌های دیگری درآزمایشگاه MIT رسانه اختراع کردیم. و با این وسایلی که قابل پوشیدن است، اطلاعات بالینی دست اولی در هر ساعت از هفت روز هفته به‌دست آمد. این تصویری است که نشان می‌دهد چه شکلی بود اولین بار یک دانشجوی MIT اطلاعات هرساعتهرروز هفته را از هدایتگر پوستی روی مچ دست جمع‌‌آوری کرد.بگذارید کمی بزرگترش کنم. شما ۲۴ ساعت را از سمت چپ به راست می‌بینید و این اطلاعات دو روز است. اولین بار، چیزی که ما را شگفت زده کرد این بود که خواب نقطه اوج نمودار را داشت. به‌نظر اشتباه می‌آید، اینطورنیست؟ شما وقتی خواب هستید آرام ‌هستید،پس چه اتفاقی می‌افتد؟
خوب، معلوم استکه فیزیولوژی ما درطول خواب متفاوت‌تر از زمان بیداری است، درحالی‌که کمی هم اسرارآمیز به‌نظر می‌رسد. چرا این نقاط اوج معمولا درزمان خواب بالاترند، ما باور داریم که این موضوع در ارتباطبا تثبیت حافظه و شکل‌گیری حافظه در زمان خواب است.
همچنین آنچه مشاهده شد کاملا منطبق با انتظار ما بود. وقتی دانشجویانMIT با جدیتدر آزمایشگاه روی پروژه‌های خود کار می‌کردند نه تنها فشار احساسی بود، بلکه از نظرادراکی هم تحت فشار بودند، مشخص شد که فشار ادراکی،تلاش ادراکی، درگیری ذهنی، هیجان یادگیری چیزی-- همه اینها سینگال‌ها را بالا می‌برد.
متاسفانه، با شرمندگی استادان MIT،
( خنده حضار)
پایین‌ترین نمره‌ی روزانهفعالیت‌های کلاس بود. الان اطلاعات یک فرد را به شما نشان می‌دهم. متاسفانه به‌ طور کلی این اطلاعات درست است.
داخل این نوارعرق‌گیر یک حسگررسانه‌ای هست، یک روز یکی از شاگردان دوره لیسانسم در زد درست آخر ترم دسامبر، او گفت: «پروفسور پیکارد، می‌توانم یکی از مچ‌بندهای شما را قرض بگیرم؟ برادر کوچکم اوتیسم دارد ونمی‌تواند صحبت کند، می‌خواهم بدانم چه چیزی باعث فشار روحی اوست.» گفتم: « البته به‌جای یکی، دوتا ببر.» چون زود خراب می‌شوند. آنها را به خانه برد وبرای برادرش استفاده کرد حالا من برگشتم MIT و دارم اطلاعات را روی لب تابم می‌بینم، روز اول فکر کردم که «عجیب است، او آنها را روی دو مچ بسته به جای اینکه صبر کند یکی خراب شود. خیلی خب، اشکال ندارد، دستورالعملمرا انجام نده!» خوشحالم که او این کار را نکرد. روز دوم-- مثل فعالیت‌های کلاس بود.
(خنده حضار)
روزهای بعدی هم. روز بعد سیگنال یک دست کاملا صاف بود و سیگنال دست دیگر بالاترین حدی که دیده بودم، و من فکرکردم«چه خبراست؟» ما در MIT مردم را تحت هر فشاری قرار داده بودیم. هیچ‌وقت چنین اوجی ندیده بودم.» و این فقط در یک سمت بود. چطور ممکن است که فقط در یک طرف فشار باشدو نه در طرف دیگر؟ فکرکردم حتما یکی از این حسگرها خراب است. الان من یک مهندس الکترونیک تجربی هستم، بنابراین برای رفع مشکلات یک‌سری کارها را انجام دادم، خلاصه کنم، نتوانستم آن را دوباره بسازم.
پس شیوه‌ی قدیمی رفع اشکال را دنبال کردم. به دانشجویی که به تعطیلات رفته بود زنگ زدم. «سلام، برادر کوچکت چطور است؟کریسمس چطور است؟ می‌دانی چه اتفاقی برای برادرت افتاده؟» من مشخصات آن روز و ساعت خاص را دادم، و اطلاعات را. او گفت:«نمی دانم، اما دفتر خاطرات را بررسی می‌کنم.»
دفتر خاطرات؟ دانشجوی MIT دفتر خاطرات دارد؟ صبر کردم تا برگشت. او ساعت و تاریخ دقیق را داشت، و گفت:« دقیقا قبل از یک تشنج بزرگ بود.»
در آن زمان من چیزی در مورد صرع نمی‌دانستم، تحقیقات زیادی کردم، متوجه شدم که پدر یکی از دانشجویان رییس بخش اعصاب است در بیمارستان کودکان بوستون، شهامت بخرج دادم و به دکتر جو مادسن زنگ زدم.
«سلام دکتر مادسن، من روزلیند پیکارد هستم. آیا ممکن است کسی چنین لرزش شدید عصبی داشته باشد»-- که از طریق هدایتگر پوستی بیست دقیقه قبل از تنشج، معلوم شود؟» او گفت: «احتمالا نه.» گفت:«جالب است. ما افرادی را داشتیم که بیست دقیقه قبل از تشنج موهای انتهای بازویشان سیخ می‌شد.» من پرسیم «روی یک دست؟» نمی‌خواستم همان بار اول به او بگویم. فکر می‌کردم خیلی مسخره است.
او توضیح داد که این اتفاق چگونهدر مغز می‌افتد، او علاقه‌مند شد.من اطلاعات را به او نشان دادم ما دستگاه‌های بیشتری ساختیم که درست انجام شود ۹۰ خانواده در این پژوهش ثبت نام کردند. با کودکانی که می‌خواستند همه روزه کنترل شوند با EEG استاندار طلایی در جمجمه برای خواندن فعالیت مغز، فیلم برای دیدن رفتار، ثبت ضربان قلب بوسیله برقو حالا ثبت فعالیت‌های پوست، تا ببینند آیا چیزی در اطراف هست که در رابطه با تشنج باشد.
در ۱۰۰ درصد اولین نشنج‌های جدی این واکنش‌ها را در رسانای پوستی پیدا کردیم این قسمت آبی در وسطوقتی که پسر خواب بوده، معمولا بالاترین نقطه در طول روز است. این سه تشنج که اینجا مشاهده می‌کنیداز جنگل بیرون زده مثل درختان ماموت. بعلاوه وقتی این هدایتگرهایپوستی را دوبرابرمی‌کنید با حرکت از سمت مچشما اطلاعات زیادی می‌گیرید و می‌توانید ماشین یادگیری و هوش مصنوعی را آموزش دهید و می‌توانید یک هوش مصنوعی اتوماتیک بسازیدکه این الگوها را پیدا کند بهتر از آنچه یک ردیاب لرزشی می‌تواند انجام دهد. پس دریافتیم که نیاز داریمبرای بیرون آوردن این و با کار دانشجوی دکترا، مینگ زرپو و بعدها پیشرفت‌های بیشتر توسط Empatica پیشرفت بیشتری حاصل شد و تشخیص تشنجخیلی دقیق‌تر شد.
ما همچنین چیزهای دیگری هم دررابطه با SUDEP آموختیم. یکی از آموخته‌ها اینکه SUDEP، بعد ازتشنج کلی-تونیک کلونیکنادر است، بیشتر احتمال دارد بعداز آن نوع اتفاق بیفتد. وقتی این اتفاق پیش بیاید،در زمان تشنج نیست، و معمولا بلافاصله بعد از تشنج رخ نمی‌دهد، اما بلافاصله، وقتی که فرد کاملا بی‌حرکت و آرام است وقتی که تنفس متوقف می‌شود،ممکن است که آنها وارد مرحله دیگری شوند، و بعد از توقف تنفس، قلب از حرکت بازمی‌ایستد. پس مقداری زمان هست تا کسی به آنجا برسد. همچنین ما فهمیدیم که یک منطقه‌ای در داخل مغز هست به نام آمیگدال، که در مطالعات روی احساسات آن را خیلی بررسی کرده بودیم. ما دو تا آمیگدالاس داریم، و اگر سمت راست را تحریک کنید، شما یک واکنش زیاد در این هدایت‌گر پوستی می‌گیرید. اکنون برای انجام دادنش بایدیک جراحی باز مغزی انجام دهید، در واقع چیزی نیست که بخواهیم داوطلبانه انجامش دهیم، اما موجب واکنش زیادی درهدایتگر پوستی سمت راست می‌شود تحریک سمت چپ، واکنش زیاد در کف دست دارد. و بیشتر وقتی کسی آمیگدال را تحریک می‌کند وقتی نشسته‌اید و ممکن است کاری انجام دهید شما هیچ نشانه‌ای ازدرد نمی‌بینید، اما شما نفس نمی‌کشید، و این ادامه پیدا می‌کند تا اینکه شما را دوباره تحریک کنند. «رز آنجا هستی؟» وشما دهانتان را بازمی‌کنید تا حرف بزنید. و نفس می‌کشید تا صحبت کنید، شما دوباره نفس می‌کشید.
ما کار روی استرس را شروع کرده بودیم، توانسته بودیم تعداد زیادی حسگر بسازیم که اطلاعات خیلی خوبی جمع آوری می کردبه‌طوری که ما می‌توانستیم آزمایشگاه را رها کنیم و درفضای عادی کارکنیم به‌طور تصادفی یک واکنشی درارتباط با تشنج پیدا کردیم، فعال کردن عصبی که که می‌تواند منجر به واکنش بزرگتری از استرس‌زاهای سنتی شود؛ تعداد زیادی از همکاران بیمارستان‌ها وبخش‌های کنترل صرع، مخصوصا بیمارستان کودکان بوستون و بیرگام؛ و ماشین یادگیری و درصدر آن هوش مصنوعی داده‌های زیادی جمع می‌شد تلاش برای درک این وقایعاگر بتوانیم از مرگ ناگهانی در اثر صرع جلوگیری کنیم.
این مساله الان توسط Empatica تجاری شده است، کاری که من شروع کردمیک امتیاز پنهان داشت، گروه یک کارشگفت‌آور کردو به تکنولوژی رابهبود بخشید برای ساخت حسگرهای خوبکه نه تنها زمان و مراحل و خواب و همه چیزهای خوب را می‌گوید بلکه زمان واقعی هوش مصنوعی و ماشین یادگیری را برای تشخیص عمومیتشنج تونیک-کلونیک نشان می‌دهد و هشدار کمک می‌فرستد اگر من صرع داشته باشم و هوشیاریم را از دست داده باشم. FDA این را تایید کرده است اولین ساعت هوشمندی که در عصب شناسیتایید گرفته است.
(تشویق حضار)
اسلاید بعدی چیزی است که باعث بالارفتنهدایتگرهای پوستی شد. یک روز صبح من ایمیلم را چک می‌کردم یک ایمیلی دیدم از مادری که می گفت درحمام بوده، و تلفنش روی سکوی حمام بوده، و فهمید که شاید دخترشبه کمک نیازداشته باشد. پس حمام را رها کرد و به سمت اتاق خوابدخترش دوید، دخترش را دمر در تخت دید در حالی‌که کبود شده بود و نفس نمی‌کشید. او را برگردانند-- تحریک انسانی--- و دخترش نفس کشید، و رنگ دخترش صورتی شد و خوب شد.
من رنگم پرید وقتی این ایمیل را خواندم. اولین واکنشم این بود: «اوه، نه، عالی نیست. بلوتوث و باتری می‌توانند خراب شوند واز کاربیفتند همه چیز می‌تواند خوب کار نکند.به آنها تکیه نکن.» و او گفت:«باشه، می‌دانم که تکنولوژی بی‌نقص نیست. هیچکدام از ما نمی‌توانیم همیشه آنجا باشیم. اما این وسیله بعلاوه هوش مصنوعی توانست مرا به موقع به آنجا برساند تا جان دخترم را نجات دهم.»
حالا من به کودکان اشاره کرده‌ام، اما واقعا مرگ ناگهانی در میان مردم دردهه‌های ۲۰، ۳۰ و ۴۰ بالاست و خط دیگری که می‌خواهم بگذارم ممکن است برای تعدادی ناراحت کننده باشد، اما برای همه‌ی ماکمتر ناراحت کننده خواهد بود اگر این لیست را به همه کسانی که می شناسید تعمیم دهید. آیا ممکن است این اتفاق برای کسی که می‌شناسید پیش بیاید؟دلیلی که این پرسش سخت را مطرح کردم این است که ازهر ۲۶ نفر، یک نفراز شمامی‌تواند زمانی صرع بگیرد، و تا آنجایی که من آموخته‌ام، مبتلایان به صرع معمولا به دوستانو همسایگان خود نمی گویند که صرع دارند. بنابراین اگر می‌خواهید به آنها اجازه دهیداز هوش مصنوعی یا هر چیز دیگری استفاده کنند در لحظه‌ای که نیاز هست شما را صدا کنند، اگر اجازه بدهید بدانند، می‌توانید تغییری در زندگی آنها ایجاد کنید.
چرا همه‌ برای ساخت هوش مصنوعیبسختی کار می‌کنند؟ چند دلیل دارد: یکی ناتاشا است، دختری که زندگی کرد و خانواده‌اش از من خواستند، اسمش را بیاورم. دیگری خانواده‌ی او و افراد فوق العاده‌ای که می‌خواهند دیگران را در این شرایط کمک کنند که قبلا از اینکه دیگرانشرایط آنها را بدانند ناراحت بودند. دلیل دیگر اینکه همه‌ی ما این فرصت را داریم که آینده‌ی هوش مصنوعی را شکل دهیم. ما واقعا می‌توانیم آن را تغییر دهیم، برای اینکه ما کسانی هستیم که آن را می‌سازیم.
پس بیایید هوش مصنوعی بسازیم که زندگی همه را بهتر کند.
متشکرم.
(تشویق حضار)