Pesquisadores do Baylor College of Medicine e da Universidade de Yale incorporaram inteligência artificial (IA) generativa para criar modelo voltado ao cérebro. O Brain Language Model (BrainLM) foi criado com o intuito de modelar o cérebro sob abordagem teórica e determinar como as atividades cerebrais se relacionam ao comportamento humano e às doenças cerebrais.
“Há muito tempo, sabemos que a atividade cerebral está relacionada ao comportamento de uma pessoa e a muitas doenças, como convulsões ou Parkinson“, disse o Dr. Chadi Abdallah, professor-associado do Departamento Menninger de Psiquiatria e Ciências do Comportamento em Baylor e co-autor correspondente da pesquisa, publicada como artigo de conferência no ICLR 2024.
O doutor pontuou ainda que “as imagens cerebrais funcionais ou ressonâncias magnéticas funcionais nos permitem observar a atividade cerebral em todo o cérebro, mas, anteriormente, não conseguíamos capturar totalmente a dinâmica dessas atividades no tempo e no espaço usando ferramentas tradicionais de análise de dados”.
Mais recentemente, as pessoas começaram a usar o aprendizado de máquina para capturar a complexidade do cérebro e como ela se relaciona com doenças específicas, mas isso acabou exigindo o registro e o exame completo de milhares de pacientes com um determinado comportamento ou doença, um processo muito caro.
Dr. Chadi Abdallah, professor-associado do Departamento Menninger de Psiquiatria e Ciências do Comportamento em Baylor e co-autor correspondente da pesquisa
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Imagem: nepool/Shutterstock
O advento da IA permitiu a criação de ferramentas generativas, capazes de criar modelos para tarefas específicas ou para certos tipos de pacientes. Como bem exemplifica o MedicalXpress, a IA generativa pode atuar como um detetive e descobrir padrões ocultos em conjunto de dados.
Quando analisam os pontos de dados e suas relações, os modelos podem aprender a dinâmica subjacente, ou seja, como e por que as coisas mudam e evoluem. Eles são ajustados para compreender diversos tópicos.
No caso deste modelo em particular, foi utilizada IA generativa para captar como funciona a atividade cerebral, seja a partir de um distúrbio, seja a partir de doença específica.
Dessa forma, pode-se aplicar isso a qualquer população, sem ser necessário conhecer o comportamento do indivíduo, tampouco informações sobre sua doença, histórico ou idade. A ferramenta precisa apenas da atividade cerebral para ensinar ao computador e ao modelo de IA utilizados como a atividade cerebral evolui no espaço e no tempo.
Como fazer a IA ler relação cérebro-doenças
Para montar o modelo, a equipe realizou 80 mil exames em 40 mil pessoas;
A seguir, treinaram o modelo para descobrir a relação ao longo do tempo entre essas atividades;
Na primeira etapa, o pré-processamento, resumiu os sinais e removeu ruídos irrelevantes;
Os resumos foram então colocados em modelo de aprendizado de máquina e mascaram uma parcela dos dados de cada pessoa;
Uma vez que o modelo aprendeu a dinâmica, os pesquisadores o testaram em grupo de testes que não havia participado da pesquisa até então;
Eles também o testaram em várias amostras para entender até que ponto o modelo seria capaz de generalizar o que aprendeu com dados obtidos de diferentes pessoas, tais como adultos mais velhos e jovens.
Se quisermos fazer ensaio clínico para desenvolver medicamento para a depressão, por exemplo, pode custar centenas de milhões de dólares porque é necessário inscrever grande número de pacientes e tratá-los durante longo período.
Com o poder do BrainLM, podemos, potencialmente, cortar esse custo pela metade, matriculando apenas metade dos indivíduos, usando o poder do BrainLM para selecionar os indivíduos que mais gostariam de se beneficiar de um tratamento. Assim, o BrainLM pode aplicar o conhecimento aprendido com os 80 mil exames para aplicá-lo a esses assuntos de estudo específicos.
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Dr. Chadi Abdallah, professor-associado do Departamento Menninger de Psiquiatria e Ciências do Comportamento em Baylor e co-autor correspondente da pesquisa
Imagem: everything possible/Shutterstock
Descobertas
Com os testes, os cientistas descobriram que o BrainLM obteve bom desempenho com várias das amostras, sem contar que ele também prevê melhor a gravidade de depressão, ansiedade e transtorno de estresse pós-traumático (TEPT) do que ferramentas de aprendizado de máquina que não possuem IA generativa.
Descobrimos que o BrainLM está funcionando muito bem. Ele está prevendo a atividade cerebral em nova amostra oculta durante o treinamento, além de ter bom desempenho com dados de novos scanners e de nova população.
Esses resultados impressionantes foram alcançados com exames de 40 mil indivíduos. Agora, estamos trabalhando para aumentar consideravelmente o conjunto de dados de treinamento.
Quanto mais forte for o modelo que pudermos construir, mais poderemos fazer para ajudar no atendimento ao paciente, como desenvolver novos tratamentos para doenças mentais, ou orientar a neurocirurgia para convulsões ou DBS [Deep Brain Simulation, ou estimulação cerebral profunda].
Dr. Chadi Abdallah, professor-associado do Departamento Menninger de Psiquiatria e Ciências do Comportamento em Baylor e co-autor correspondente da pesquisa
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Agora, os pesquisadores querem aplicar o modelo em futuras pesquisas para prever doenças relacionadas ao cérebro.
Uma revisão abrangente conduzida por pesquisadores da Universidade Curtin, na Austrália, em parceria com instituições da Etiópia, indica que a suplementação pré-natal com ácido fólico e multivitamínicos está associada a um risco até 30% menor de desenvolvimento de transtorno do espectro autista (TEA) em crianças.
A análise reuniu evidências de revisões sistemáticas e meta-análises que, juntas, incluem mais de três milhões de participantes.
O TEA, que atinge cerca de 1% das crianças globalmente, afeta habilidades sociais, comunicação e comportamento, podendo coexistir com condições como ansiedade, TDAH, distúrbios do sono e epilepsia.
A nutrição materna pré-natal é considerada um dos fatores ambientais modificáveis mais importantes para o neurodesenvolvimento.
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Ácido fólico na gravidez mostra efeito protetor contra autismo, dizem pesquisadores – Imagem: Shutterstock/Doucefleur
A revisão, publicada na PLOS One, avaliou oito revisões sistemáticas que investigaram o uso materno de ácido fólico e multivitamínicos.
A maioria apontou associação entre o uso desses suplementos e menor risco de TEA, embora algumas análises anteriores tenham apresentado resultados contraditórios.
No conjunto, a nova avaliação encontrou uma redução média de 30% no risco entre mães que utilizaram ácido fólico ou multivitamínicos durante o período pré-natal.
Em subanálises, multivitamínicos mostraram redução de 34% no risco e o ácido fólico isolado, de 30%.
Os resultados mantiveram consistência mesmo quando cada revisão foi retirada individualmente da análise.
Revisão de estudos revela queda consistente no risco de TEA entre mulheres que usaram suplementos antes e durante a gestação (Imagem: Prostock-studio / Shutterstock)
Efeito protetor reforçado
Os autores classificam as evidências como “altamente sugestivas” de um efeito protetor dos suplementos no desenvolvimento cerebral fetal.
O ácido fólico desempenha papel central na formação do tubo neural e na regulação epigenética, enquanto os multivitamínicos contribuem para equilíbrio imunológico e metabolismo de neurotransmissores.
Segundo os pesquisadores, a força do padrão observado sustenta recomendações para que mulheres utilizem ácido fólico e multivitamínicos antes da concepção e nas primeiras fases da gravidez.
Evidências mostram redução significativa no risco de autismo, sustentando políticas públicas de suplementação materna – Imagem: Veja/Shutterstock
O Ministério da Saúde apresentou, nesta terça-feira (18), uma nova estratégia para modernizar o Sistema Único de Saúde (SUS) a partir da criação de uma rede nacional de hospitais e serviços inteligentes. A iniciativa reúne alta tecnologia, especialização médica e cooperação internacional para aprimorar diagnósticos, reduzir filas e aumentar a precisão no atendimento. As informações são da Agência Brasil.
Rede integrada deve transformar a infraestrutura do SUS
Segundo o ministério, o projeto prevê a implantação de 14 UTIs totalmente automatizadas e interligadas nas cinco regiões do país. Essas unidades serão instaladas em hospitais selecionados de 13 estados, incluindo cidades como Manaus, Belém, Fortaleza, Salvador, São Paulo, Curitiba e Brasília.
Além disso, oito hospitais serão modernizados com apoio de universidades e secretarias de saúde, ampliando a capacidade de atendimento especializado.
Ministério da Saúde prevê a implantação de 14 UTIs totalmente automatizadas e interligadas nas cinco regiões do país (Imagem: Luiza Frazão / Ministério da Saúde)
A proposta também inclui a construção do Instituto Tecnológico de Emergência do Hospital das Clínicas da USP, apontado como o primeiro hospital inteligente do Brasil. O ministro da Saúde, Alexandre Padilha, afirmou que o país entra em “uma nova era de inovação para o SUS”, destacando que o foco vai além de novas obras, envolvendo transferência de tecnologia e digitalização de serviços.
Tecnologia deve reduzir tempo de espera e ampliar precisão
Dentro do programa “Agora Tem Especialistas”, o governo aposta no uso de inteligência artificial, big data e integração digital para acelerar atendimentos. Segundo dados oficiais, essas tecnologias podem reduzir em até cinco vezes o tempo de espera em emergências.
Objetivo do projeto é permitir que especialistas de diferentes regiões atuem de forma conjunta (Imagem: Joa Souza / Shutterstock)
Entre os principais recursos previstos no projeto:
Monitoramento contínuo e digitalizado dos pacientes;
Integração entre sistemas e equipamentos médicos;
Suporte tecnológico para decisões clínicas;
Previsão de agravos e otimização de avaliações;
Conexão com uma central de pesquisa e inovação.
O objetivo é permitir que especialistas de diferentes regiões atuem de forma conjunta, ampliando a precisão dos diagnósticos e aprimorando a assistência.
O Sistema Único de Saúde (SUS) ganhou seu primeiro Centro de Treinamento e Pesquisa em Robótica. O espaço inaugurado no Instituto Nacional de Câncer (INCA) será voltado à formação e certificação em cirurgia robótica, integrando ensino, pesquisa e assistência. A expectativa é formar 15 novos profissionais por ano, com dupla titulação em sua área médica e em cirurgia robótica, segundo o Ministério da Saúde.
Em parceria com a empresa estadunidense Intuitive, o trabalho será realizado usando o novo robô Da Vinci XI, equipamento com três consoles cirúrgicos e um simulador de realidade virtual SIM Now que permite o treinamento de cirurgiões em ambiente seguro e realista.
O INCA é pioneiro na realização de cirurgias robóticas no SUS, com mais de 2.050 procedimentos realizados em especialidades, como Urologia, Ginecologia, Cabeça e Pescoço, Abdômen e Tórax desde 2012. Recentemente, o Ministério da Saúde aprovou a incorporação da tecnologia na rede pública para procedimentos de prostatectomia robótica, cirurgia de remoção parcial ou total da próstata.
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Robô permite o treinamento de cirurgiões em ambiente seguro e realista (Imagem: Reprodução)
A cerimônia de inauguração do centro foi realizada durante o evento do Novembro Azul, mês de conscientização sobre a saúde do homem e prevenção do câncer de próstata. Por ano, o país registra 7.153 casos, sendo 60% de alto risco. Em 15 anos, o número de cânceres de próstata vai dobrar, segundo o INCA.
Tecnologia segura para o SUS
A cirurgia robótica permite ao cirurgião realizar movimentos com maior precisão e ampliar o campo visual em até dez vezes;
Por ser um método minimamente invasivo, reduz o risco de complicações, a dor e o tempo de internação, além de diminuir os custos hospitalares, favorecendo a recuperação e os resultados clínicos dos pacientes;
“Antigamente, você tinha que ir para o exterior e tentar essa capacitação. Isso significa que a gente tem capacidade de capilarizar e disseminar esse procedimento, com médicos certificados por todo o território brasileiro. É um processo gradativo”, disse o diretor-geral do Inca, Roberto Gil, à Agência Brasil;
O INCA acumula 13 anos de experiência em prostatectomia robótica por meio do Centro de Diagnóstico do Câncer de Próstata, que realiza três mil biópsias transretais da próstata sob sedação anestesiológica por ano;
Para a Sociedade Brasileira de Cirurgia Oncológica (SBCO), a inclusão da prostatectomia robótica assistida no SUS não representa apenas um avanço tecnológico, mas, também, um passo essencial para promover equidade no tratamento do câncer de próstata.
INCA é pioneiro na realização de cirurgias robóticas no SUS, com mais de 2.050 procedimentos realizados desde 2012 (Imagem: Donatas Dabravolskas/Shutterstock)
Além da inauguração do novo centro, o INCA apresentou projetos de pesquisa voltados à detecção precoce e ao comportamento biológico do câncer de próstata, desenvolvidos com o apoio do Programa Nacional de Apoio à Atenção Oncológica (Pronon).
Entre as iniciativas, está o projeto de caracterização genética de pacientes brasileiros com câncer de próstata, que utiliza sequenciamento genômico completo para identificar mutações somáticas relacionadas à doença. A pesquisa abrange três grupos de pacientes: homens com hiperplasia prostática (sem câncer), com câncer de baixo grau e de alto grau, estudo inédito em abrangência e metodologia no País.
Por ano, o país registra 7.153 casos de câncer de próstata, sendo 60% de alto risco (Imagem: Ashi Sae Yang/iStock)
“Estamos avançando em várias frentes: na prevenção, no diagnóstico e na qualificação do tratamento. O Centro de Treinamento Robótico é parte de um esforço maior para garantir que o SUS esteja na vanguarda tecnológica, sem deixar de lado a nossa principal missão, que é salvar vidas por meio da detecção precoce e do cuidado integral”, afirma Roberto Gil.
Esporte1 semana atrás
