Odkrywaj / wyjaśnialna AI i biomarkery cyfrowe

Jak wykryć chorobę,
zanim zniszczy mózg?

Choroby neurodegeneracyjne potrafią po cichu niszczyć mózg. Mogą odbierać pamięć, zmieniać osobowość i stopniowo pozbawiać samodzielności. Rozpoznanie ich, zanim te zmiany staną się widoczne, to trudny problem, który pilnie potrzebuje rozwiązania.

Rzeczywiste nagranie

Krok to więcej
niż ruch.

Obserwuj markery podczas krótkiego nagrania chodu. Lewa i prawa strona tworzą dwa rytmy. Ich czas i koordynacja to część tego, co czyni chód ciekawym przedmiotem badań.

LewaPrawa

39 zmierzonych markerów · fragment 6 s. Wyświetlanie zredukowane ze 100 do 25 klatek/s. Linie wykorzystują środki między markerami jako punkty pomocnicze; nie są rekonstrukcją kości.

Nagranie chodu: Motion Capture Studio PJATK, Bytom.

Poznaj badania ↗

Przygotowywanie interaktywnego widoku…

Od sygnałów do publikacji

01 / Podejście

Tematyka badań

Wykrywanie subtelnych sygnałów

Co zmienia się, zanim chorobę da się rozpoznać klinicznie? Funkcje poznawcze, chód, obrazowanie mózgu, ruchy oczu i mimika mogą nieść wczesne oznaki zmian neurologicznych.

Budowanie zrozumiałych modeli

Sam wynik nie wystarcza, jeśli nie wiadomo, skąd się wziął. Modele muszą być na tyle zrozumiałe, by badacze i klinicyści mogli je sprawdzać, podważać i świadomie interpretować.

Łączenie wzorców z chorobą

Biomarkery cyfrowe mają znaczenie wtedy, gdy łączą pomiar z mechanizmem choroby: co dany sygnał mówi o chorobie Parkinsona, chorobie Alzheimera i zaburzeniach pokrewnych?

02 / Badania

Wybrane publikacje

Wybrane prace dotyczące biomarkerów cyfrowych, zrozumiałych modeli uczenia maszynowego i chorób neurodegeneracyjnych. Publikacje pogrupowano według tematyki.

Wyróżnione
Testy cyfrowe

Classification of Parkinson's Disease Using Machine Learning with MoCA Response Dynamics

Artur Chudzik, Andrzej W. Przybyszewski

Ta publikacja pokazuje, że dynamika czasu odpowiedzi w internetowym teście MoCA może pomóc odróżniać osoby z chorobą Parkinsona od osób zdrowych.

Recognizing Patterns of Parkinson's Disease Using Online Trail Making Test and Response Dynamics

Artur Chudzik, Jerzy P. Nowacki, Andrzej W. Przybyszewski

W tej pracy internetowa wersja Trail Making Test służy do pokazania, jak miary czasowe mogą uchwycić zmiany poznawcze i ruchowe powiązane z nasileniem choroby Parkinsona.

Investigating the Impact of Parkinson's Disease on Brain Computations

Artur Chudzik, Aldona Drabik, Andrzej W. Przybyszewski

Artykuł porównuje osoby zdrowe i osoby z chorobą Parkinsona z wykorzystaniem internetowych zadań neuropsychologicznych, aby wychwycić subtelne zmiany poznawcze i zmiany w zachowaniu.

Modelowanie choroby

Machine Learning Methods for Parkinson's Disease Datasets

Artur Chudzik, Andrzej W. Przybyszewski

Ta praca porządkuje metody uczenia maszynowego stosowane do zbiorów danych dotyczących choroby Parkinsona, w tym obrazowania tensora dyfuzji, śledzenia ruchu oczu i internetowych testów poznawczych.

How to Cure Alzheimer's Disease

Andrzej W. Przybyszewski, Artur Chudzik

Artykuł wskazuje, że profilaktyka choroby Alzheimera wymaga wykrycia początku neurodegeneracji na dekady przed klinicznie widocznymi objawami.

Mechanizmy i obrazowanie

Eye-Tracking and Machine Learning Significance in Parkinson's Disease Symptoms Prediction

Artur Chudzik, Artur Szymański, Jerzy Paweł Nowacki, Andrzej W. Przybyszewski

Ta publikacja łączy śledzenie ruchu oczu i testy neuropsychologiczne, aby przewidywać progresję objawów w chorobie Parkinsona.

Comparison of Different Data Mining Methods to Determine Disease Progression in Dissimilar Groups of Parkinson's Patients

Andrzej W. Przybyszewski, Artur Chudzik, Stanislaw Szlufik, Piotr Habela, Dariusz M. Koziorowski

W tej pracy porównano modele oparte na zbiorach przybliżonych i inne metody eksploracji danych do przewidywania progresji choroby Parkinsona w różnych grupach pacjentów.

DTI Helps to Predict Parkinson's Patient's Symptoms Using Data Mining Techniques

Artur Chudzik, Artur Szymański, Jerzy Paweł Nowacki, Andrzej W. Przybyszewski

Artykuł opisuje wykorzystanie obrazowania tensora dyfuzji i metod eksploracji danych do szacowania rozwoju objawów po głębokiej stymulacji mózgu.

03 / O mnie

dr inż. Artur Chudzik

Artur Chudzik jest doktorem informatyki, inżynierem AI i naukowcem rozwijającym modele sztucznej inteligencji do wczesnego wykrywania choroby Parkinsona i choroby Alzheimera. Dba o to, by ich działanie dało się prześledzić i wyjaśnić. W swojej pracy przekształca subtelne wzorce w funkcjach poznawczych, sposobie chodzenia, mimice, ruchach oczu i obrazowaniu mózgu w użyteczne biomarkery cyfrowe, które pomagają monitorować chorobę i wspierać decyzje terapeutyczne. Doktorat uzyskał w Polsko-Japońskiej Akademii Technik Komputerowych i jest członkiem grupy badawczej Digital Biomarkers in Neurodegenerative Diseases. Ma także ponad dekadę doświadczenia w inżynierii oprogramowania i praktycznych zastosowaniach AI, dzięki czemu potrafi przekładać pomysły badawcze na rozwiązania użyteczne w praktyce.

W mojej pracy zadaję proste pytanie: czy możemy wykrywać choroby neurodegeneracyjne wcześniej, ucząc się z subtelnych wzorców w zachowaniu, funkcjach poznawczych i pracy mózgu?

Choroby neurodegeneracyjne to schorzenia mózgu, w których komórki nerwowe stopniowo tracą funkcję i obumierają. Czas ma znaczenie, ponieważ widoczne objawy ruchowe w chorobie Parkinsona często pojawiają się dopiero wtedy, gdy wiele neuronów dopaminergicznych w istocie czarnej już obumarło. W chorobie Alzheimera szkodliwe zmiany w mózgu mogą zaczynać się dekady przed rozpoznaniem otępienia. Choroba może więc rozwijać się długo, zanim jej oznaki staną się oczywiste. Wczesne sygnały mogą pomagać klinicystom monitorować ryzyko, wybierać interwencje i dostosowywać leczenie, zanim przebieg choroby stanie się trudniejszy do zmiany.

Trudność polega nie tylko na rozpoznaniu choroby, ale też na tym, by pokazać, co doprowadziło model do danego wyniku. Dlatego ta praca łączy obrazowanie mózgu, internetowe testy poznawcze, śledzenie ruchu gałek ocznych, analizę ruchu, analizę ekspresji twarzy i inne biomarkery cyfrowe z metodami uczenia maszynowego, których wyniki da się interpretować.

04 / Dalsze pytania

Fizyka teoretyczna i kosmologia

Jak działają przestrzeń i czas? Co obserwacje odległego kosmosu mówią nam o prawach fizyki? W tych badaniach wykorzystuję modele matematyczne i obliczenia, by sprawdzać różne pomysły na opis Wszechświata.

Odkryj pytania i badania
Wraz z ekspansją rosną odległości między galaktykami.

Jeśli przestrzeń rozszerza się w różnym tempie,
jak płynie w niej czas?

Kliknij galaktykę lub użyj przycisku, aby zmienić punkt odniesienia. Złoty punkt oznacza wybranego obserwatora. Poglądowy schemat jednorodnej ekspansji, nie mapa nieba ani wynik dopasowania modelu.

05 / Kontakt

Profile i kontakt

Pod tymi adresami znajdziesz moje publikacje, kod i profile akademickie.