Las señales invisibles que alertan sobre futuros problemas de salud

Era un día soleado afuera y el aire tenía un toque de primavera. Seguí a Angela, a quien hemos cambiado el nombre para proteger su identidad, por el pasillo hacia mi consultorio en Melbourne, Australia. Había sido mi paciente durante varios años, pero esa fue la mañana que me di cuenta de que arrastraba los pies un poco mientras caminaba. Su expresión facial parecía un poco fuera de tono y noté que tenía un leve temblor.

La remití a un neurólogo y en una semana comenzó el tratamiento para el Parkinson, pero me sentí muy mal por no haber detectado antes sus síntomas. Lamentablemente, esta situación se repite con pacientes de todo el mundo. Solo son diagnosticados cuando empiezan a mostrar signos notables de una enfermedad, cuando el cuerpo emite las señales de advertencia de que algo está mal.

Si pudieran detectarse antes, los pacientes tendrían la oportunidad de empezar tratamientos en fases tempranas, incluso con posibilidad de detener la enfermedad antes de que se desarrolle. Y las nuevas tecnologías están empezando a ofrecer cierta esperanza en este aspecto.

Con la ayuda de la inteligencia artificial, pacientes y médicos pueden conocer posibles cambios en su salud meses antes, o incluso años, de que aparezcan los síntomas. El futurista Ross Dawson, fundador de Future Exploration Network, predice que en los próximos años asistiremos a un cambio desde el modelo actual de "atención a la enfermedad" a un nuevo ecosistema de atención médica, centrado más en la prevención y el seguimiento de posibles problemas de salud antes de que se desarrollen.

"El cambio en la actitud de la sociedad, que tiene ahora mayores expectativas de llevar una vida plena y saludable, está impulsando estos cambios", dice. "En esta década, la explosión de nuevas tecnologías y algoritmos ha permitido a la inteligencia artificial tener un conocimiento profundo que se ha vuelto mucho más efectivo en el reconocimiento de patrones que el que tienen los humanos".

Foto: Nuestras características faciales pueden revelar información sutil sobre ciertos trastornos genéticos raros.

Al aprovechar la inteligencia artificial para monitorizar nuestro ritmo cardíaco, nuestra respiración, nuestros movimientos e incluso las sustancias químicas presentes en nuestro aliento, la tecnología puede detectar posibles problemas de salud a nivel individual mucho antes de que aparezcan los síntomas obvios. Esto podría ayudar a los médicos o permitir que los pacientes cambien su estilo de vida para aliviar o prevenir enfermedades. Quizás lo más interesante es que estos sistemas pueden diferenciar patrones que son invisibles para el ojo humano, revelando aspectos sorprendentes sobre nuestra futura salud.

• Una mirada a tu salud

Dawson menciona, por ejemplo, los estudios en los que la inteligencia artificial es capaz de anticipar posibles ataques cardiacos a las personas con mayores probabilidades de sufrirlos mediante el monitoreo constante de su pulso. Un estudio incluso descubrió variables a las que los cardiólogos no habían dado valor predictivo.  Otro estudio reciente realizado por investigadores en Google demostró que los algoritmos de inteligencia artificial también podrían usarse para predecir si alguien va a sufrir un ataque cardíaco con mirarle a los ojos.

El equipo mostró a un programa de inteligencia artificial los escáneres de retina de 284.335 pacientes. La máquina aprendió a detectar los signos reveladores de la enfermedad cardiovascular mirando los vasos sanguíneos. 

Foto: Los patrones de los vasos sanguíneos en la retina del ojo pueden ayudar a revelar si una persona tiene riesgos de sufrir un ataque al corazón.

• Movimientos diarios

Si Dina Katabi se sale con la suya, los retrasos en el diagnóstico de trastornos genéticos y enfermedades como el Parkinson, la depresión, el enfisema, los problemas cardíacos o la demencia serán una cosa del pasado. Ella es la responsable del diseño de un dispositivo que transmite señales inalámbricas de baja potencia en una casa. Estas ondas electromagnéticas toman datos del cuerpo de un paciente.

Cada vez que nos movemos, cambiamos el campo electromagnético que nos rodea. El dispositivo de Katabi detecta estos reflejos y los rastrea, utilizando el aprendizaje automático para seguir los movimientos de un paciente a través de las paredes. Katabi describe las señales inalámbricas como "bestias increíbles" que van más allá de nuestros sentidos naturales.

La implementación de un dispositivo en la casa de un paciente permite que sus patrones de sueño, movilidad y modo de andar sean monitoreados constantemente.  Puede registrar su ritmo respiratorio, incluso con varias personas en una habitación, y monitorear sus latidos o proporcionar información sobre su estado emocional. "No las vemos, pero pueden complementar nuestro conocimiento de manera casi mágica", dice ella.

"Nuestro nuevo dispositivo es capaz de atravesar paredes y extraer información vital que puede aumentar nuestra limitada capacidad para percibir los cambios". Esta capacidad de encontrar cambios en el comportamiento diario de los pacientes puede proporcionar pistas tempranas de que algo está mal, tal vez incluso antes de que ellos mismos lo sepan.

Muchos de nosotros ya utilizamos una gran variedad de dispositivos para auto-monitorear nuestras constantes, desde la ingesta de calorías hasta la cantidad de pasos que damos cada día. La inteligencia artificial puede desempeñar un papel vital para ayudar a dar sentido a toda esta información. Esta capacidad para predecir cambios en la salud podría ser particularmente importante a medida que nuestra población envejece. Según Naciones Unidas, las personas mayores de 60 años representarán una quinta parte de la población mundial para el año 2050.

• El valor de la cara

La inteligencia artificial también podría usar la forma en que miramos para ayudarnos a predecir futuras enfermedades. Un estudio reciente sugiere que las sutiles diferencias en nuestra cara podrían ser las características de una determinada enfermedad.  FDNA, una startup con sede en la ciudad estadounidense de Boston, ha desarrollado una aplicación llamada Face2Gene que utiliza algo que denomina "fenotipado profundo" para identificar posibles enfermedades genéticas a partir de las características faciales de un paciente.

Foto: Las señales inalámbricas que atraviesan las paredes se pueden usar para monitorear la postura, la respiración y hasta el sueño de un paciente para detectar signos tempranos de una enfermedad.

Utiliza una técnica de inteligencia artificial conocida como aprendizaje profundo, que enseña a sus algoritmos a detectar rasgos y formas faciales que normalmente se encuentran en trastornos genéticos raros como el síndrome de Noonan. El algoritmo se entrenó con más de 17.000 fotografías de pacientes afectados por una de las 216 diferentes afecciones genéticas.

En algunos de estos trastornos, los pacientes desarrollan ciertas características faciales propias de su enfermedad, como sucede en la discapacidad intelectual de tipo Bain, donde los niños tienen ojos característicos en forma de almendra y barbilla pequeña. El algoritmo de FDNA ha aprendido a reconocer estos patrones faciales distintivos que a menudo son indetectables para los médicos.

• Dentro de tu cerebro

Dado que las enfermedades raras afectan aproximadamente al 10% de la población mundial, es probable que las herramientas de inteligencia artificial como esta cambien la medicina. Sin embargo, no todas las enfermedades son obvias de identificar desde el exterior.  Los médicos y cirujanos han confiado durante mucho tiempo en las radiografías y el escáner para diagnosticar la causa de los síntomas que presentan sus pacientes.

Pero ¿qué pasaría si fuera posible usar esas pruebas para detectar una enfermedad antes de que comience a revelar síntomas? Ben Franc no es un radiólogo ordinario. El profesor de radiología clínica de la Universidad de Stanford, Estados Unidos, tiene en marcha un proyecto para hallar los secretos ocultos en millones de tomografías PET de cuerpo entero que se realizan de forma rutinaria cada año en cualquier departamento de oncología.

Foto: Los médicos rara vez detectarán enfermedades en pacientes sin síntomas, pero la tecnología de inteligencia artificial podría permitirles tratar problemas antes.

• Cambios sutiles

Franc trabaja con un equipo para estudiar si se pueden usar los cambios en el metabolismo cerebral que aparecen en estas tomografías PET. Quiere predecir si alguien podría desarrollar la enfermedad de Alzheimer, una condición que afecta al 10% de las personas mayores de 65 años. Usando la inteligencia artificial han desarrollado algoritmos que son capaces de detectar estos cambios sutiles en el metabolismo, en este caso, el consumo de glucosa en ciertas áreas del cerebro que se cree que ocurren en una etapa temprana del desarrollo de la enfermedad de Alzheimer.

Pero no es solo laenfermedad de Alzheimer. El aprendizaje automático ofrece nuevas formas de detectar precozmente enfermedades de salud mental al descubrir señales ocultas en la elección de las palabras, el tono de voz y otros matices del lenguaje de una persona.

Ellie, un avatar digital desarrollado por el Instituto de Tecnologías Creativas de la Universidad del Sur de California, puede analizar más de 60 puntos en la cara de un paciente para determinar si podría estar deprimido, ansioso o sufriendo trastorno de estrés postraumático. El tiempo que una persona tarda antes de responder una pregunta, su postura o cuánto asiente con la cabeza, le proporciona a Ellie pistas sobre el estado mental del paciente durante la "consulta".

Se espera que esta forma de utilizar el aprendizaje automático genere avances importantes en los resultados psiquiátricos al "mejorar la predicción, el diagnóstico y el tratamiento de las enfermedades mentales", escribió Nicole Marinez-Martin junto a sus colegas de la Escuela de Ética Biomédica de Stanford en un artículo reciente.

Foto: Al buscar cambios sutiles en el metabolismo del cerebro a partir de exámenes médicos, la inteligencia podría ayudar a diagnosticar años antes la enfermedad de Alzheimer.

• Decisiones difíciles

Cuando se combinan todas estas mediciones biométricas individuales con el perfil genético, el resultado podría permitir la predicción de factores de riesgo individuales que reemplazarían las extendidas pautas médicas de hoy.  En el mundo de la medicina de precisión, la inteligencia artificial podría hacer que los chequeos médicos anuales se vuelvan anacrónicos.

Pero ¿cuánta confianza estamos dispuestos a poner en un algoritmo cuando se trata de nuestras vidas? Un artículo reciente en el Diario de Ética de la American Medical Associationplantea un escenario en el que el aprendizaje automático se utiliza para tomar decisiones al predecir el final de la vida de un paciente.

Los autores señalan que "un algoritmo no perderá el sueño si predice con un alto grado de confianza que una persona desearía que una máquina de soporte vital se apague". La pregunta es: ¿queremos algo que no se preocupe por las decisiones que toma en momentos tan importantes? Cuando caemos enfermos podríamos preferir tener a nuestro lado un médico en lugar de una máquina, pero en un futuro próximo un médico de inteligencia artificial podría ser capaz de detectar problemas mucho antes que su contraparte orgánica.

Al estar perfectamente adaptados a nuestras personalidades individuales, comportamientos y emociones, podrían darnos una alerta temprana que podría salvar nuestras vidas. Así que aunque no esperemos que una computadora se siente a nuestro lado en la cama, es razonable querer que comprenda qué y cómo nos sentimos.