Basta dormire per un’ora e si potrà sapere di cosa rischiamo di ammalarci. A sostenerlo uno studio della Stanford University pubblicato su Nature Medicine, che ha messo al lavoro un sistema di intelligenza artificiale sulla nostra mente, proprio durante il sonno. Il sistema si chiama SleepFm, strumento multimodale addestrato con un nuovo approccio di apprendimento. In pratica, dicono i ricercatori, “può imparare il linguaggio del sonno dalle registrazioni multimodali”, consentendo “un’analisi efficiente e una previsione delle patologie”. Da quella analisi è in grado di prevedere, nella persona che in quel momento sta dormendo, il possibile insorgere di 130 malattie.
“È un modo di leggere il sonno come marcatore dello stato globale di salute – conferma Michele Terzaghi, neurofisiopatologo, direttore del Centro di Medicina del sonno della Fondazione Mondino di Pavia e professore di Neurologia al Dipartimento di Scienze del sistema nervoso e del comportamento dell’Università di Pavia -. L’esame in sé è una polisonnografia completa, a cui si applica però l’intervento dell’Intelligenza artificial), che viene eseguita solo dai centri del sonno come l’Istituto neurologico Mondino”.
Sonno-malattie: relazione complessa
Fino ad ora, precisa Terzaghi, “il sonno è stato studiato solo in funzione di singole patologie, come rischi cardiovascolari e apnee, sonnolenza diurna e Parkinson. Questa è la prima volta che lo si affronta globalmente, esaminando tutti gli aspetti della nostra salute”. La premessa da cui sono partiti i ricercatori della Stanford University è che il sonno è un processo biologico fondamentale, con ampie implicazioni per la salute fisica e mentale, ma la sua complessa relazione con le malattie rimane poco compresa.
“La polisonnografia, il gold standard per l’analisi del sonno – spiegano gli scienziati – cattura fondamentali segnali fisiologici, ma è sottoutilizzata a causa di difficoltà per i laboratori a definire risultati univoci, a individuare segnali che diano informazioni valide per tutti i pazienti e difficoltà di integrazione con altri esami clinici, come risonanza magnetica e scintigrafia cerebrale”.
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L’algoritmo che ’indaga’ mentre dormiamo
Per affrontare queste sfide, il team americano ha sviluppato quindi SleepFm, che usa un algoritmo Leave-One-Out. Come funziona? Si esclude un elemento alla volta su cui poi si procederà alla sperimentazione, come ad esempio la respirazione, e si costringe il modello a ricostruirlo. Questa procedura rende il modello sufficientemente robusto da poter essere utilizzato in qualsiasi ambiente clinico.
“L’algoritmo è stato addestrato con i dati di oltre 585mila ore di registrazione di polisonnografie di 65mila persone che hanno partecipato a diversi studi”, spiegano gli autori della ricerca. Il risultato arriva in tempi velocissimi: a SleepFm basta un’ora di sonno di una persona per “catturare la struttura fisiologica e temporale del riposo consentendo una previsione accurata del rischio futuro di 130 malattie”. Questo con una precisione del 93%.
L’Ia monitora come il cuore parla al cervello
Va detto inoltre che, se la maggior parte degli studi sul sonno ha una media di partecipanti di circa 2 mila persone, questa nuova procedura ha utilizzato un set di dati 25 volte più ampio per apprendere il linguaggio della fisiologia umana. Oltre a questo, ha sincronizzato le onde cerebrali, l’attività cardiaca e i segnali respiratori in un’unica rappresentazione. In pratica, l’Ia sviluppata dai ricercatori Usa monitora come il cuore parla al cervello mentre sognamo.
Lo studio ha ricevuto commenti positivi dalla comunità scientifica. Molti esperti hanno definito la precisione di SleepFm “sbalorditiva”, perché l’Ia addestrata è riuscita a prevedere Parkinson e demenza, ma anche la mortalità per tutte le cause e l’insufficienza cardiaca. “Supera costantemente i modelli medici tradizionali dal 5% al 17%”, si legge sullo studio.
Il sonno è lo specchio dello stato di salute
Per Terzaghi sono due le cose da premettere: “Il sonno è lo specchio dello stato di salute, e l’Intelligenza artificiale sta conducendo un ottimo lavoro al fine di individuare marcatori di rischio anche attraverso di esso. Basti pensare che chi soffre di insonnia corre un maggior rischio di incorrere in diversi disturbi: c’è un rischio biologico significativo, sia in termini di qualità della vita, che di rischi cardiovascolari, rischi di infezione, malattie neurodegenerative, ma in complesso di mortalità peggiore: dormire troppo poco si traduce nel vivere di meno. Questo nuovo esame nella persona che soffre di insonnia serve a stratificare in percentuale la probabilità di ammalarsi”.
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La medicina del sonno
Secondo l’esperto, questa ricerca apre nuove strade per la diagnosi delle patologie. “Si tratta di un buon studio che può aprire la strada ad applicazioni pratiche. Si tratta di un ottimo esempio di approccio complesso in cui si valutano tanti aspetti della salute. Perché la medicina del sonno non è solo diagnosi, ma anche stratificazione del rischio di incorrere in alcune patologie. In futuro, per ognuno di noi sarà possibile, utilizzando ad esempio semplici sensori da appoggiare sul comodino, valutare quanto rischiamo di contrarre alcune malattie. Quello che sino ad ora si è fatto, ad esempio, con i fumatori”.
Va detto che questo tipo di strumento va sempre accompagnato dalla valutazione dello specialista. “Certamente questa procedura non potrà sostituire il medico, ma ci consentirà di raccogliere più dati contemporaneamente, dati come onde cerebrali, componente respiratoria, ossigeno nel sangue, variabilità cardiaca, risvegli durante la notte, fondamentali per sapere di cosa potremmo ammalarci. Nella fattispecie, potremmo prevedere 130 malattie con una precisione del 93%, che è molto alta”, spiega ancora Terzaghi.
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Secondo l’esperto questo metodo è prezioso per capire “quale paziente vada incontro ad un rischio maggiore di ammalarsi, e di cosa”. “Quindi ci consente di fare terapia preventiva, così come oggi avviene per chi soffre di problemi cardiocircolatori”, aggiunge. Nello studio della Stanford University però Terzaghi individua un neo: “Il lavoro ha un limite: è stato condotto su pazienti, ossia su persone che presentavano qualche disturbo – conclude -. Sarebbe invece da testare su chi non ha problemi di salute evidenti, senza disturbi appunto. In questo caso la correlazione al rischio di contrarre patologie specifiche è tutta cosa da provare”.