AI脳モデルがEEGデータでICUモニタリングを革新

クリーブランド・クリニックは、サンフランシスコを拠点とするスタートアップPiramidalとの提携を発表しました。この提携は、集中治療室（ICU）の患者の脳の健康状態を継続的に監視するために設計された、画期的な人工知能モデルの開発を目的としています。膨大なテキストデータセットで訓練されたAIシステムとは異なり、この革新的なモデルは脳波計（EEG）データに基づいて構築されています。EEGは、頭皮に配置された電極を介して脳の電気活動を記録し、それを波状の線として表示します。これらの複雑なパターンの変化は、てんかん発作、意識障害、または脳機能の低下など、重大な神経学的問題を示す可能性があります。

現在、ICUの医療専門家は、異常な脳活動を検出するために継続的なEEGモニタリングに依存しています。しかし、膨大なデータ量と限られた人員のため、リアルタイムで個々の患者をモニタリングすることは大きな課題です。通常、EEGレポートは12〜24時間ごとに生成され、神経科医が1日分の脳波データを手動でレビューする必要があり、このプロセスには2〜4時間かかることがあります。クリーブランド・クリニック神経学研究所てんかんセンターの神経科医兼所長であるImad Najmは、この方法は時間がかかるだけでなく、本質的に主観的であり、個々の臨床医の経験と専門知識に大きく依存していると指摘しています。

クリーブランド・クリニックとPiramidalが開発中のAIシステムは、継続的なEEGデータストリームを解釈し、数秒以内に異常を特定することで、このプロセスに革命をもたらすことを目指しています。これにより、医師ははるかに迅速に介入できるようになります。Piramidalの最高製品責任者であるKris Pahujaは、このモデルがICUの患者を監視し、彼らの脳の健康状態の変化に関するリアルタイムの洞察を提供する常時稼働の守護者として機能することを強調しています。

Piramidalは、PahujaとCEOのDimitris Fotis Sakellariouによって2023年に共同設立されました。彼らの野心的な目標は、脳のための「基盤モデル」を構築することです。これは、多様な個人の神経信号を広く読み取り、解釈できるAIシステムを指します。Sakellariouは、EEG研究を専門とする神経工学およびAI科学者として15年の経験を持ち、Pahujaは以前、GoogleとSpotifyで製品戦略のスキルを磨きました。Y Combinatorの支援を受けたこのスタートアップは、昨年600万ドルのシード資金調達に成功しました。彼らのICU脳モデルは、公開されているEEG情報と、クリーブランド・クリニックおよび他のパートナーからの独自データを組み合わせた膨大なデータセットで訓練されています。Sakellariouは、このモデルが、神経学的に健康な個人と不健康な個人の両方を含む、数万人の患者から得られた約100万時間ものEEGモニタリングデータを組み込んでいると推定しています。この膨大なデータ量は非常に重要です。なぜなら、脳活動パターンは人によって大きく異なり、大規模言語モデルが異なる書き方に対応するためにテキストを一般化するのと同様に、共通点や特徴を捉えるためには広範なデータが必要となるからです。

クリーブランド・クリニックとPiramidalのチームは現在、過去の患者データを使用してモデルの微調整を行っています。今後6〜8か月以内に、限定された数のベッドと医師から得られる実際の患者データを利用して、厳密に管理されたICU環境でのテストを開始する予定です。この初期段階の後、ソフトウェアはICU全体に段階的に展開され、最終的な目標は、病院システムが一度に数百人の患者を監視できるようにすることです。この慎重な段階的導入は、システムが患者を誤って検出する「偽陽性」と、さらに重要な「偽陰性」（重篤な事象が見逃されるケース）を最小限に抑えるように設計されています。Najmによると、後者のシナリオは「私たちを夜眠らせない大きな問題」だと言います。Piramidalは具体的な精度を公表していませんが、同社は、医師のネットワークと比較評価した際に、その技術が「人間のような」パフォーマンスを達成したと主張しており、将来的に精度に関する詳細なデータを公開する予定です。

ICUでの直接的な応用を超えて、Piramidalは自社の脳基盤モデルを、てんかんや睡眠モニタリングを含むより広範な目的で利用することを構想しています。この開発は、他の脳基盤モデルの進歩とも一致しています。例えば、Synchronは、治験参加者のデータを統合して脳コンピューターインターフェースシステムを強化するモデルに取り組んでおり、感情状態を測定するために設計されたEEGイヤホンといった消費者向けアプリケーションも登場しています。これらの新興技術は、医療用であろうと消費者向けであろうと、非常に機密性の高い脳データの収集、保存、および適切な使用について深い問題を提起します。神経科学研究に特化した慈善団体であるダナ財団の理事長兼CEOであるCaroline Montojoは、これらの技術の責任ある開発と展開を導くために、「予見的な倫理的枠組み」が緊急に必要であると強調しています。彼女は、技術設計の初期段階で、倫理学者、社会科学者、法学者、そして患者自身の経験を含む多様な視点を取り入れることの重要性を強調しています。