„Při výběru vysoké školy jsem věděla, že chci něco technického, ale zároveň mě odjakživa lákala biologie člověka – jak funguje mozek, tělo a celý ten nesmírně komplexní systém,“ říká Kamila Dvořák
Shutterstock.com
Hrot Health
Český průlom: AI může odhalit Alzheimerovu chorobu dříve, než se objeví první příznaky
Alzheimerova choroba se může v mozku rozvíjet roky před prvními příznaky. Český startup Neurona Lab proto vyvíjí AI, která má pomoci nemoc odhalit dříve – mimo jiné díky analýze hlasu.
redaktor
Tohle je zdravotnictví budoucnosti. Diagnostika dřív, než se nemoc rozvine. Léky přesně na míru. A to všechno díky AI technologiím. Bioinženýrka Kamila Dvořák, CTO českého startupu Neurona Lab, popisuje, jak vyvíjejí technologie pro včasnou diagnostiku a management Alzheimerovy choroby a další neurodegenerativní onemocnění.
Na studiích směřovala k výzkumu epilepsie, ale alzheimerovský projekt si ji tak trošku našel sám, jak říká. Buduje firmu, jež propojuje špičkovou vědu, umělou inteligenci a medicínu.
Vysvětluje, jak software s AI pomáhá lékařům objektivizovat diagnostiku Alzheimerovy nemoci a proč může analýza hlasu odhalit první varovné signály ještě před nástupem zjevných příznaků.
Nejen v Česku, ale i ve světě stále hledáme způsob, jak pro techniku a výzkum nadchnout více žen. Co se stalo, že právě u vás se to podařilo?
Pro mě to byl vlastně přirozený vývoj. Už na gymnáziu mě nebavilo memorování, mnohem víc mě fascinovala logika a principy, které stojí za tím, jak věci fungují.
Když člověk pochopí princip, může na jeho základě vyřešit spoustu dalších problémů. Proto mě bavila matematika, fyzika a technické předměty.
Při výběru vysoké školy jsem věděla, že chci něco technického, ale zároveň mě odjakživa lákala biologie člověka – jak funguje mozek, tělo a celý ten nesmírně komplexní systém.
Uvažovala jsem i o medicíně, ale nakonec jsem objevila biomedicínské inženýrství na VUT v Brně, které propojuje díky spolupráci s Lékařskou fakultou Masarykovy univerzity techniku s medicínou.
Studium bylo velmi pestré. Měli jsme matematiku, fyziku a programování, ale také patologii, histologii nebo fyziologii. Právě to mě nadchlo – možnost využít technické myšlení k lepšímu porozumění lidskému tělu.
Začátky nebyly jednoduché. Analýza signálů a programování pro mě jako absolventku gymnázia byly úplně nové a pamatuju si, jak jsem si říkala, že se tomu nikdy věnovat nebudu.
Nakonec jsem u toho skončila. Když se na to dívám zpětně, byla to přirozená cesta. Technika mě bavila od dětství a tenhle obor mi umožnil propojit ji s mým zájmem o člověka a medicínu. Nakonec se ukázalo, že biomedicínské inženýrství bylo správnou volbou.
Vy jste ale ve své profesní cestě pokračovala dál a začala jste se věnovat Alzheimerově chorobě. To mi přijde ještě zajímavější, protože jde o obrovský společenský problém, kterému se věnuje jen omezený počet špičkových týmů ve světě. Jak jste se k tomu tématu dostala?
Je to skutečně velké téma, zvlášť s ohledem na současný demografický vývoj. Populace stárne a hlavním rizikovým faktorem Alzheimerovy nemoci je právě věk. Je tedy zřejmé, že s postupujícím stárnutím bude přibývat i lidí s tímto onemocněním. Dnes to vnímám jako jednu z největších společenských výzev.
Dostala jsem se k tomu spíš náhodou. V diplomové i disertační práci jsem se původně věnovala epilepsii. Zaměřovala jsem se na detekci epileptických ložisek v mozku, tedy míst, kde záchvaty vznikají. Tématu jsem se začala věnovat během magisterského studia ve Finsku, kde jsem spolupracovala s Mayo Clinic.
Pacienti podstupující biologickou léčbu musejí absolvovat magnetickou rezonanci pětkrát až šestkrát ročně. Každé vyšetření přitom obsahuje stovky řezů mozku, které je třeba pečlivě zkontrolovat.
Po návratu do Česka jsem nastoupila na doktorské studium na ČVUT v Praze. Postupně mi ale začalo chybět užší propojení s výzkumným týmem i možnost převádět výsledky vědy do praxe.
Viděla jsem, že vzniká mnoho skvělých studií, které končí publikací v odborném časopise, ale dál se s nimi často už nepracuje. To mě frustrovalo.
Začala jsem proto hledat projekty, které by spojovaly špičkový výzkum s reálným dopadem. V té době mě oslovil David Navrátil s myšlenkou vybudovat Neurona Lab, zaměřený na diagnostiku a management Alzheimerovy nemoci.
Bioinženýrka Kamila Dvořák
Tomáš Novák, Hrot
To téma mi bylo velmi blízké – opět šlo o mozek, o významný společenský problém a o možnost využít technologie tam, kde mohou skutečně pomáhat.
Takže tenhle projekt si tak trochu našel mě. Postupně jsem se do něj ponořila a začala naplno chápat, jak velký dopad může mít na pacienty, lékaře i celou společnost.
Nakolik převratné je to, na čem pracujete?
Myslím si, že je to skutečně převratné. V Neurona Lab aktuálně vyvíjíme tři produkty, jejichž cílem je pokrýt celou cestu pacienta s Alzheimerovou nemocí. Do budoucna se chceme věnovat i dalším neurodegenerativním onemocněním.
Prvním projektem je Neurona PET, který pomáhá zpřesnit diagnostiku Alzheimerovy nemoci. Dosavadní diagnostika je do značné míry závislá na zkušenosti konkrétního lékaře. Ten hodnotí magnetickou rezonanci a další vyšetření a na základě své expertizy rozhoduje, zda se u pacienta nemoc rozvíjí.
My se snažíme tento proces objektivizovat. Náš software poskytne lékaři konkrétní číselný výstup, který pomůže standardizovat rozhodování a přesněji určit stadium onemocnění. To je dnes mimořádně aktuální také kvůli nové biologické léčbě Alzheimerovy nemoci.
Dříve bylo možné pouze tlumit příznaky, zatímco nové léky dokážou průběh nemoci zpomalit. Jsou však velmi drahé a mohou mít i závažné vedlejší účinky. O to důležitější je správně určit, kteří pacienti z této léčby skutečně mohou profitovat.
Právě zde vidíme velký přínos našeho řešení. Pomáhá lékařům přesněji stanovit diagnózu a rozhodnout, zda a kdy je vhodné moderní léčbu nasadit. Čím dříve je nemoc zachycena, tím větší šanci má pacient z nové terapie skutečně těžit.
A ty další projekty?
Neurona ARIA se zaměřuje na management nežádoucích účinků nové biologické léčby Alzheimerovy nemoci. U části pacientů se mohou objevit drobná krvácení do mozku nebo otoky, které mohou být velmi závažné. Řekli jsme si proto, že bychom měli nabídnout nástroj, který lékařům pomůže tyto komplikace rychle a spolehlivě odhalit.
Princip je jednoduchý: lékař nám poskytne snímky z magnetické rezonance a náš software automaticky vyhodnotí, zda se na nich objevují známky nežádoucích účinků.
Lékař to samozřejmě dokáže udělat i sám, ale objem práce bude obrovský. Pacienti podstupující biologickou léčbu musejí absolvovat magnetickou rezonanci pětkrát až šestkrát ročně.
Každé vyšetření přitom obsahuje stovky řezů mozku, které je třeba pečlivě zkontrolovat. Hledaná krvácení jsou velmi drobná a v takovém množství dat je snadné je přehlédnout. Náš software proto může lékařům významně ulehčit práci a zároveň zvýšit bezpečnost celé léčby.
A třetí vyvíjený produkt?
Třetím produktem je Neurona VOX, který má sloužit jako jednoduchý screeningový nástroj. Víme, že Alzheimerova nemoc se v mozku rozvíjí deset až patnáct let předtím, než se objeví první zjevné příznaky. Pacienti se proto často dostávají k neurologovi poměrně pozdě, obvykle až ve chvíli, kdy si jejich okolí všimne problémů s pamětí nebo chováním.
Chtěli jsme vytvořit něco, co lidem umožní otestovat se dříve, jednoduše, levně a neinvazivně. Neurona VOX bude mobilní aplikace, která pomocí analýzy hlasu dokáže zachytit jemné změny spojené s neurodegenerativními onemocněními.
Viděla jsem, že vzniká mnoho skvělých studií, které končí publikací v odborném časopise, ale dál se s nimi často už nepracuje. To mě frustrovalo.
Uživatel během několika minut nahraje sérii krátkých hlasových úloh a systém vyhodnotí, zda se v jeho projevu neobjevují varovné signály. Pokud aplikace zaznamená podezřelé změny, doporučí uživateli návštěvu specialisty.
Hlas je podle vědeckých studií velmi citlivým biomarkerem nejen Alzheimerovy, ale i Parkinsonovy nemoci. U Parkinsonovy nemoci se například drobné změny projevují už ve svalech hlasivek, což lze zachytit dříve, než jsou příznaky patrné navenek.
Vidíte další možnosti i za hranicí zmíněných technologických řešení?
Určitě ano. Ten prostor je obrovský. Už u aplikace Neurona VOX víme, že z lidského hlasu lze vyčíst mnohem víc, než dnes využíváme. Hlas je skutečně velmi citlivý biomarker a otevírá řadu dalších možností pro včasnou detekci různých onemocnění.
V rámci skupiny navíc pracujeme i na dalších projektech zaměřených na precizní medicínu. Například projekt Aireen analyzuje oční snímky. Oko je jediné místo v lidském těle, kde lze neinvazivně sledovat cévy, což může pomoci například při hodnocení kardiovaskulárních rizik.
„Když člověk pochopí princip, může na jeho základě vyřešit spoustu dalších problémů. Proto mě bavila matematika, fyzika a technické předměty,“ vysvětluje Kamila Dvořák
Tomáš Novák, Hrot
Dalším projektem je Molecula, mobilní aplikace zaměřená na správné užívání léků. Reaguje na to, že lidé často léky zapomínají užívat, nevhodně je kombinují nebo si nejsou vědomi možných interakcí.
Velký potenciál vidíme také v personalizované medicíně. Každý člověk reaguje na léčbu jinak – a právě genetická analýza může pomoci určit, které léky budou pro konkrétního pacienta nejvhodnější. Proto rozvíjíme i projekt Genomex, zaměřený na sekvenování DNA.
Naším cílem není vytvořit jeden izolovaný produkt. Chceme budovat celý ekosystém technologií, který pomůže posunout zdravotnictví směrem k precizní medicíně, tedy k péči skutečně šité na míru každému pacientovi.
