La Inteligencia Artificial podría vigilar la salud del cerebro y detectar antes la demencia

Imagina un dispositivo doméstico portátil y elegante que se asemeja a una cinta para la cabeza o una gorra, incrustada con diminutos electrodos. Colocados en la cabeza, estos sensores detectan la actividad sutil de las ondas cerebrales y se comportan como un reloj inteligente que detecta el pulso, un tensiómetro o un pulsómetro.

Pero esta herramienta no comprueba tus latidos. Mediante algoritmos avanzados de inteligencia artificial que analizan los datos en tiempo real, un dispositivo de este tipo podría detectar signos de Alzheimer años antes de que se manifiesten los síntomas. Este tipo de monitor aún no está disponible, pero la IA podría hacerlo realidad.

“La lectura podría ser tan sencilla como un sistema de semáforo: verde para la actividad saludable, amarillo para algo que hay que vigilar y rojo para cuando sea el momento de consultar a un profesional de la salud”, explica David T. Jones, que dirige el Programa de IA en Neurología de la Clínica Mayo. “Se podría controlar la salud del cerebro del mismo modo que ahora se puede controlar la frecuencia cardiaca y la tensión arterial. Aún no hemos llegado a eso, pero es el futuro”.

Podría pasar una década o más antes de que esta tecnología sea de uso generalizado, pero la ciencia “avanza rápidamente”, afirma Jones.

La investigación de Mayo sobre las ondas cerebrales es sólo una de las formas en que los científicos trabajan para aprovechar el poder de la inteligencia artificial con el fin de detectar indicadores precoces de deterioro cognitivo.

Los científicos utilizan la IA para estudiar los biomarcadores sanguíneos, algunos de los cuales están relacionados con la enfermedad de Alzheimer. Y la IA les está ayudando a buscar datos que puedan relacionar la demencia con enfermedades crónicas como la inflamación, ciertos problemas de visión, el colesterol alto, la hipertensión, la diabetes y la osteoporosis.

La IA hace posibles estos esfuerzos porque puede analizar enormes cantidades de datos complicados procedentes de historias clínicas electrónicas de pacientes con enorme rapidez y, a menudo, con la capacidad de detectar matices imperceptibles para los humanos.

“Queremos encontrar formas de detectar la demencia lo antes posible”, afirma Jennie Larkin, subdirectora de la División de Neurociencia del Instituto Nacional sobre el Envejecimiento. “La IA ayuda sobre todo a comprender y gestionar grandes volúmenes de datos demasiado grandes o complejos para los análisis tradicionales. Su potencial es ser un asistente increíble para ayudarnos a entender datos médicos ricos e identificar posibilidades que nunca podríamos sin ayuda.”

La IA ya se utiliza en otros ámbitos de la atención sanitaria, como las mamografías de cribado, y los investigadores están entusiasmados con sus posibles aportaciones a la salud cerebral. “La IA debería acelerar nuestra capacidad de predecir un aumento del riesgo de enfermedades crónicas”, afirma Judy Potashkin, profesora y jefa de disciplina de farmacología celular y molecular del Centro de Enfermedades Neurodegenerativas y Terapéutica de la Facultad de Medicina de Chicago.

Según los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades, la enfermedad de Alzheimer es la forma más común de demencia y se calcula que en 2020 afectará a 5,8 millones de estadounidenses mayores de 65 años. Se prevé que esta cifra casi se triplique hasta alcanzar los 14 millones en 2060. La enfermedad se caracteriza por la pérdida progresiva de memoria, cambios de personalidad y, en última instancia, la incapacidad para realizar tareas cotidianas, como bañarse, vestirse o pagar facturas.

Algunas personas están nerviosas por el creciente uso de la IA, temiendo que sustituya el trabajo de los humanos. Pero los expertos insisten en que sólo lo mejorará. “La IA es muy potente y tiene muchas bases de datos en las que buscar, y puede hacerlo a una velocidad increíble”, afirma Arthur Caplan, profesor de bioética de la NYU Langone Health. “Los humanos se cansan. La IA no”.

La IA también tiene el potencial de salvar la brecha de conocimientos entre los clínicos experimentados y los proveedores con menos experiencia. Por ejemplo, la IA podría reconocer signos sutiles, como cambios en la voz de un paciente, que podrían ayudar a diagnosticar trastornos neurológicos como la enfermedad de Parkinson, el Alzheimer o la esclerosis lateral amiotrófica (ELA). “Gran parte de lo que hacen los expertos implica reconocer patrones a partir del entrenamiento y la experiencia, algo que la IA puede ayudar a replicar a los no expertos”, afirma Jones.

En la investigación sobre las ondas cerebrales que, según Jones, podría dar lugar a monitores domésticos, los científicos de Mayo utilizaron la IA para escanear electroencefalogramas (EEG) en busca de patrones anormales característicos de pacientes con problemas cognitivos como la enfermedad de Alzheimer.

Estudiaron los datos de más de 11.000 pacientes sometidos a electroencefalogramas en la Clínica Mayo e identificaron diferencias específicas, como cambios en las ondas cerebrales de la parte anterior y posterior del cerebro.

“Los humanos no podemos verlas, pero las máquinas sí”, afirma Jones. La esperanza es que algún día los médicos puedan utilizar la IA para detectar estos patrones antes de que se manifiesten los problemas de memoria.

Un equipo del Hospital General de Massachusetts utilizó la IA y la resonancia magnética (RM) para desarrollar un algoritmo de detección del Alzheimer. Entrenaron el modelo utilizando casi 38.000 imágenes cerebrales de unos 2.300 pacientes con Alzheimer y unos 8.400 que no padecían la enfermedad.

A continuación, probaron el modelo en cinco conjuntos de datos de imágenes para ver si podía identificar con precisión el Alzheimer. Según Matthew Leming, investigador en radiología del Centro de Biología de Sistemas del hospital y uno de los autores del estudio, la precisión fue del 90,2%.

Un problema a la hora de interpretar los datos de la resonancia magnética para futuras investigaciones es que “la gente sólo acude a hacerse resonancias magnéticas cuando tiene síntomas de otra cosa”, lo que podría confundir los resultados. “Si una persona acude a un hospital para hacerse una resonancia magnética, no suele ser porque esté sana”, dijo.

En la Universidad de California en San Francisco, los investigadores utilizaron la IA para diseñar un algoritmo que determinara si el hecho de padecer determinadas afecciones podía predecir quién podría desarrollar la enfermedad en el futuro. Se trataba de hipertensión, hipercolesterolemia y déficit de vitamina D en hombres y mujeres, disfunción eréctil y próstata agrandada en los hombres y osteoporosis en las mujeres.

Diseñaron el modelo utilizando una base de datos clínicos de más de 5 millones de personas con y sin Alzheimer. En otro grupo de pacientes sin Alzheimer, el algoritmo predijo con un 72% de exactitud quiénes acabarían recibiendo un diagnóstico de Alzheimer en un plazo de siete años.

Según Alice Tang, una de las autoras del estudio, la investigación plantea la esperanzadora posibilidad de que la prevención y el tratamiento de estas afecciones puedan ayudar a proteger contra una posible demencia.

La relación entre estas afecciones y el Alzheimer “era mayor que entre las personas que no tenían ninguno de estos otros problemas de salud”, afirmó Tang, bioingeniera y estudiante de Medicina. Sin embargo, es importante recordar que “no todas las personas que padecen Alzheimer tienen estas afecciones, y no todas las personas que las padecen desarrollarán Alzheimer. Es sólo una señal de alarma”. Una herramienta predictiva que necesita más estudio.

Algunos expertos instan a la cautela, haciendo hincapié en que gran parte del trabajo con IA es aún preliminar. “No tenemos necesariamente suficientes datos para ver si alguna de estas herramientas ha sido validada para predecir el riesgo de alguien”, dijo Rebecca Edelmayer, vicepresidenta de compromiso científico de la Asociación de Alzheimer.

En la actualidad, el Alzheimer y otras formas de demencia suelen diagnosticarse cuando aparecen los síntomas. Hay varios fármacos que pueden ralentizarla, aunque no funcionan para todo el mundo y su eficacia puede disminuir con el tiempo. El potencial de la IA para permitir el diagnóstico precoz plantea muchas de las mismas cuestiones que frenaron el uso temprano de las pruebas genéticas.

“En general, la IA en este caso es algo bueno”, dijo Caplan. “Pero conlleva un gran ‘pero’”, entre ellos la posibilidad de que se produzcan discriminaciones en el ámbito de los seguros médicos y los empleadores, dijo. Pero las preguntas más importantes, añadió, son: ¿Querrá saberlo la gente? Y si es así, ¿qué harán con esa información?

“Para ser honesto, yo no haría nada”, dijo Joel Shurkin, un escritor científico jubilado de Baltimore cuya esposa, la bióloga marina Carol Howard, sufrió Alzheimer de inicio temprano y murió en 2019 a los 70 años. “Salvo algunos medicamentos, no hay nada que hacer”, dijo.

Kathleen, de 76 años, de Bethesda, Maryland (usando solo su nombre de pila para proteger su privacidad), perdió a su marido de 82 años en abril por complicaciones del Alzheimer. Su madre y su hermana mayor también habían fallecido a causa de la enfermedad, por lo que la pareja no se sorprendió cuando a él le diagnosticaron la enfermedad a mediados de sus 70 años.

“Ya vivíamos con el riesgo y teníamos nuestros asuntos en orden”, afirma. Saberlo de antemano “augura una muerte larga y lenta, con consecuencias psicológicas y económicas devastadoras”, afirma.

Una de sus hijas, que ahora tiene 40 años, se inscribió en una investigación para controlar la salud de su cerebro con la esperanza de detectarlo a tiempo. Kathleen cree que, en última instancia, la investigación sobre IA supondrá un cambio radical en el diagnóstico precoz y el tratamiento. “Creo que será milagroso”, afirma.

Caplan afirma que saber que la demencia se avecina en el futuro tiene algunas ventajas. “Puedes planificar tu vida”, dijo. “Tómate esas vacaciones el año que viene en lugar de esperar. Poned vuestros asuntos en orden. Háblalo para que todo el mundo esté preparado, lo que es de gran valor para los demás”.

Larkin, del NIA, señaló que descubrir la enfermedad antes “puede ofrecer oportunidades para nuevos tratamientos” dijo. “Es muy esperanzador lo mucho que estamos aprendiendo”, afirmó.

Caplan está de acuerdo. “Para cuando no se puede hablar ni andar, es muy difícil reparar el cerebro”, dijo. “La detección precoz aumenta la esperanza de poder probar nuevas intervenciones antes de que se produzca el daño. No digo que esto vaya a ocurrir, pero el potencial de la IA abre sin duda la puerta.”

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