Technologia rejestracji ruchu z filmów Avatar wykorzystywana w badaniach nad chorobami

W wielu przypadkach, im szybciej takie schorzenia zostaną ocenione, tym szybciej pacjent będzie mógł otrzymać odpowiednie wsparcie i leczenie. Nowy system wykorzystuje sztuczną inteligencję do analizy ruchów ciała. W testach brytyjscy eksperci zmierzyli nasilenie dwóch zaburzeń genetycznych dwukrotnie szybciej niż najlepsi lekarze. Naukowcy twierdzą, że może on również skrócić o połowę czas i znacznie zmniejszyć koszty wymagane do opracowania nowych leków w badaniach klinicznych.

Badania zostały opublikowane w czasopiśmie Nature Medicine. Dr Valeria Ricotti, z Great Ormond Street Institute for Child Health - powiedziała BBC News, że była „całkowicie zdmuchnięta przez wyniki. Wpływ na diagnozę i rozwój nowych leków dla szerokiego zakresu chorób może być absolutnie ogromny”.

Dr Ricotti była wśród grupy badaczy z Imperial College i University College London, którzy spędzili 10 lat na opracowywaniu nowej technologii.

Przetestowali ją na pacjentach z ataksją Friedreicha (FA) i dystrofią mięśniową Duchenne'a (DMD) w dwóch oddzielnych badaniach. Naukowcy twierdzą, że może być ona również stosowana do monitorowania pacjentów wracających do zdrowia po innych chorobach, które wpływają na ruch. Należą do nich wszelkie schorzenia dotyczące mózgu i układu nerwowego, serca, płuc, mięśni, kości oraz szereg zaburzeń psychicznych. Śledzenie nasilenia i prawdopodobnego postępu takich chorób polega zazwyczaj na mierzeniu w klinice szybkości i dokładności, z jaką pacjenci wykonują zestaw standardowych ruchów. Taka ocena – niezbędna do ustalenia, jakiego wsparcia i leczenia potrzebuje pacjent – może zająć lata.  Dwa badania opublikowane w czwartek pokazują, że system motion capture może to zrobić znacznie szybciej i dokładniej. Został on zaadaptowany z technologii używanej przez filmowców do przechwytywania ruchów aktorów w filmach Avatar w celu stworzenia na ekranie realistycznych obcych.

Prof. Aldo Faisal z Imperial College, który był jednym z naukowców, którzy wpadli na ten pomysł, powiedział, że jest to ogromne ulepszenie.

„Nasze nowe podejście wykrywa subtelne ruchy, których człowiek nie jest w stanie odebrać” – powiedział. „Ma zdolność do przekształcenia badań klinicznych, a także poprawy diagnostyki i monitorowania pacjentów.” 

FA pojawia się zwykle w okresie dojrzewania i dotyka jedną na 50 000 osób, natomiast DMD dotyka każdego roku 20 000 dzieci, głównie chłopców, na całym świecie. Obecnie nie ma lekarstwa na żadną z tych chorób. Zespół z Imperial College najpierw przetestował kombinezony z czujnikami ruchu na pacjentach z FA. Stwierdzili oni, że SI może przewidzieć pogorszenie się choroby w ciągu dwunastu miesięcy, czyli w czasie o połowę krótszym niż normalnie zajęłoby to ekspertowi. Osobny zespół z Great Ormond Street przetestował technologię na 21 chłopcach z DMD w wieku od pięciu do 18 lat. Przewidywała ona, w jaki sposób ich ruchy zostaną zaburzone sześć miesięcy w przyszłości, znacznie dokładniej niż lekarz.

Naukowcy uważają, że ich system mógłby zostać wykorzystany do przyspieszenia i obniżenia kosztów badań klinicznych w celu przetestowania nowych leków na wiele schorzeń. W szczególności może on sprawić, że próby nowych leków na rzadkie zaburzenia genetyczne będą bardziej opłacalne.

Profesor Paola Giunti, szef Centrum Ataksji UCL powiedział: „Będziemy mogli testować więcej leków z mniejszą liczbą pacjentów przy niższych kosztach”. 

W przypadku DMD potrzeba minimum 100 pacjentów w ciągu około 18 miesięcy, aby uzyskać statystycznie istotne wyniki dotyczące skuteczności nowego leku. Badanie wykazało, że przy użyciu nowego systemu można by to potencjalnie zrobić z 15 pacjentami w ciągu sześciu miesięcy. Około 6 000 rzadkich chorób genetycznych dotyka łącznie około 1 na 17 osób w Wielkiej Brytanii. Liczba pacjentów z każdą chorobą może wynosić zaledwie kilkaset lub mniej. To zniechęca firmy farmaceutyczne do podejmowania kosztownych badań klinicznych w celu opracowania nowych leków do ich leczenia.

Przełom w grze

Profesor Richard Festenstein z londyńskiego Instytutu Nauk Medycznych Medical Research Council powiedział BBC News, że technologia kombinezonu, którą pomógł opracować, ma potencjał, aby zmienić ekonomię odkrywania leków.

„To przyciągnie przemysł farmaceutyczny do inwestowania w rzadkie choroby” – powiedział. „Głównym beneficjentem z naszych badań będą pacjenci, ponieważ technologia będzie w stanie znacznie szybciej wymyślić nowe metody leczenia'”.

Naukowcy już starają się o zgodę na wykorzystanie motion capture do badań leków na FA i DMD, które jeśli się powiodą, mogą rozpocząć się w ciągu dwóch lat. Zbierają również dane dotyczące jego zastosowania w przypadku Parkinsona, Alzheimera i SM.