Divendres 22

La intel·ligència artificial en biomedicina i salut: el futur està cada vegada més a prop

Publicado el 22/03/2024

És innegable que la intel·ligència artificial (IA) ha permeat la nostra vida quotidiana. Allò que va començar amb el traductor de Google o els algorismes que alimenten les xarxes socials, s’ha convertit en una veritable revolució en els últims anys de la mà d’eines d’IA com el ChatGPT. Com estan influint aquests avenços en l’àmbit de la biomedicina? Són una finestra a noves fronteres i possibilitats?

Els sistemes d’intel·ligència artificial tenen la capacitat de recopilar, classificar, organitzar i racionalitzar la informació. Són capaços d’identificar patrons, establir connexions entre conceptes i derivar conclusions a partir de grans volums de dades, cosa que seria impracticable per al cervell humà. Gràcies a la capacitat de la IA per analitzar una gran quantitat d’informació en poc temps, es pot avançar de forma molt més ràpida en la comprensió de les malalties, reduint els temps d’investigació.

En l’àmbit de la biomedicina, la intel·ligència artificial pot ser d’una gran ajuda per als professionals en àrees com el diagnòstic, el tractament i el seguiment dels pacients. Les noves eines de suport basades en IA poden analitzar radiografies, suggerir teràpies o identificar senyals de risc precoç en pacients amb malalties neurodegeneratives.

El passat 20 de març, el Debat CaixaResearch ens va permetre apropar-nos al treball de tres especialistes que van abordar aquesta temàtica des de perspectives complementàries: la investigació, la pràctica clínica i la formació.

  • Alfonso Valencia, Professor ICREA, director del Departament de Ciències de la Vida del Barcelona Supercomputing Center (BSC-CNS). El seu equip aplica l’aprenentatge automàtic a la medicina personalitzada. Col·lidera un projecte per identificar nous biomarcadors per predir el risc de recaigudes en un tipus concret de leucèmia.
  • Natalia Pérez de la Ossa, coordinadora de la Unitat d’Ictus de l’Hospital Germans Trias i Pujol i investigadora de l’institut d’investigació del mateix hospital. El seu equip està desenvolupant una nova aplicació que, mitjançant algorismes d’intel·ligència artificial, permetrà categoritzar ràpidament els pacients amb ictus abans que arribin a l’hospital i millorar les seves possibilitats de recuperació.
  • Rodrigo Menchaca, soci fundador i conseller d’AIS Channel, una plataforma digital que permet a qualsevol metge o cirurgià aprendre com ha de procedir en una intervenció, i director de pell digital a ISDIN.

El moderador del debat, Josep Corbella, periodista de La Vanguardia especialitzat en ciència i salut, va guiar la conversa entre els tres experts a través d’un cas fictici d’una pacient amb càncer, des de la fase de diagnòstic fins al tractament. Aquestes són les idees principals que els tres experts van tractar en el debat:

La intel·ligència artificial i el diagnòstic de les malalties

¿La intel·ligència artificial permet millorar el diagnòstic per imatge?

«Fa poc es va publicar un estudi, el més extens fins araa, que analitza la utilització de la intel·ligència artificial en l’anàlisi d’imatges de radiologia. L’estudi mostra que els sistemes d’intel·ligència artificial són capaços de detectar amb més precisió que els professionals mèdics certes característiques en les imatges. Tot i que els sistemes d’IA funcionen, la seva implementació en un entorn real encara requereix més desenvolupament i estudi». – Alfonso Valencia

¿Com afecten eines com ChatGPT a l’autodiagnòstic dels pacients?

«La població té accés a un munt de plataformes d’IA, com ChatGPT, i la sensació de poder accedir ràpidament a la informació. Els pacients que fins ara arribaven a la consulta recomanats pel “doctor Google”, ara vindran amb la informació del “doctor ChatGPT”.» – Rodrigo Menchaca

«ChatGPT no substituirà els metges, però sí que pot ajudar a orientar els pacients. És una forma d’empoderar-los, de donar-los més informació perquè arribin a la consulta amb un major enteniment de la seva situació. Tot i això, és el professional sanitari qui els ha de comunicar les opcions diagnòstiques disponibles, els tractaments possibles i els pros i contres de cada situació. ChatGPT pot contribuir al fet que tothom tingui un major accés a la informació mèdica. Pot arribar a llocs on els nostres recursos humans limitats no arriben, ja que no tots els especialistes estan disponibles a tot arreu». – Natalia Pérez de la Ossa

«Hi ha un factor més en tot això i és que les recomanacions d’eines com ChatGPT sempre tenen un nivell d’error. Seria ideal que això quedés clar. És important entendre la probabilitat que aquest diagnòstic estigui malament, per tal d’evitar afirmacions categòriques que puguin donar lloc a situacions complicades quan el pacient arribi al sistema sanitari». – Alfonso Valencia

¿ChatGPT pot interpretar una anàlisi de sang?

«Els models de llenguatge que tenim ara mateix, com ChatGPT, no són bons per obtenir conclusions a partir de valors numèrics. Tenen grans virtuts, però no raonen, per la qual cosa no podrà interpretar els valors matemàtics dels resultats d’una anàlisi de sang». – Alfonso Valencia

En oncologia es parla molt de la biòpsia líquida. Hi ha grans expectatives en què a partir d’una anàlisi de sang es pugui obtenir informació genètica per diagnosticar un pacient o per veure el perfil genètic d’un tumor. Pot la IA accelerar l’arribada de noves proves diagnòstiques com aquesta?

«Tots els problemes que tenen a veure amb dades complexes i variades són un bon terreny de joc per als sistemes d’aprenentatge automàtic. Més enllà de la biòpsia líquida, amb una visió una mica més general, la IA anirà entrant en tots els camps de la biologia molecular, analitzant ADN, proteïnes o seqüències de genomes. Així que és probable que els sistemes d’aprenentatge automàtic ens ajudin a entendre les claus dels problemes biològics que estan darrere dels problemes mèdics». – Alfonso Valencia

La IA en la intervenció quirúrgica i el tractament

¿Com pot millorar la intel·ligència artificial les tècniques quirúrgiques?

«Tota cirurgia té una corba d’aprenentatge. El coneixement concret s’adquireix observant molts casos i amb la pràctica. La IA ens permet desenvolupar una mena de GPS quirúrgic basant-nos en milers d’operacions prèvies, un mapa de calor que ens mostra els passos a seguir en cada moment de la cirurgia. Això ja existeix, però, de nou, la regulació ve molt per darrere, per la qual cosa, en el cas d’enfrontar-nos a una complicació, l’argument que estaves seguint les recomanacions d’una IA no és vàlid». – Rodrigo Menchaca

Què són els bessons digitals i com transformaran els tractaments?

«Els bessons digitals són models virtuals que simulen un sistema real. Per exemple, un bessó digital d’una fàbrica de cotxes ens permet simular tot el que passa a dins, provar noves solucions o estudiar possibles fallades sense haver de tocar res al món real. Portar això a la biologia és bastant complicat, perquè els elements del cos humà són molt més complexos que els d’una fàbrica de cotxes i el nostre coneixement és molt més limitat». – Alfonso Valencia

«En biologia, els bessons digitals ens serveixen per fer simulacions de sistemes atòmics, de proteïnes i fàrmacs, o per simular com respondrà un determinat tumor davant un fàrmac. També podem simular un cor per estudiar diferents formes de tractar una arrítmia. En l’àrea de medicina, els bessons digitals estan en fase de desenvolupament. Les solucions més avançades permeten reemplaçar o complementar els sistemes tradicionals d’assaigs. Però en cap cas estem parlant d’un bessó digital a nivell de cos humà, estem molt lluny de poder simular tota la complexitat de l’organisme. Serà possible d’aquí a 50 o 100 anys, però per ara és ciència-ficció». – Alfonso Valencia

«En l’actualitat, el cost de tota la recerca preclínica i clínica per a cada nova molècula d’un possible medicament és enorme. Tota aquesta despesa moltes vegades ni tan sols acaba en el desenvolupament d’un fàrmac eficaç. Els bessons digitals permeten provar les molècules i les seves combinacions en models artificials i seleccionar només aquelles que tinguin més probabilitats de ser efectives». – Natalia Pérez de la Ossa

¿La intel·ligència artificial facilita les tasques hospitalàries per tenir resultats més ràpids?

«Els professionals sanitaris passem, sobretot en infermeria, més del 70% del temps fent tasques administratives, omplint registres, fent informes o posant fàrmacs. La intel·ligència artificial ens pot alliberar de tot aquest treball i fer-lo d’una forma més eficaç, evitant l’error humà i alliberant més temps perquè els professionals el dediquin a tasques de més valor». – Natalia Pérez de la Ossa.

¿Com la IA pot ajudar en el camp de les malalties neurodegeneratives?

«S’està avançant en models d’intel·ligència artificial per a un diagnòstic precoç d’aquestes malalties i s’estan desenvolupant eines per monitorar l’estat de salut dels pacients ja diagnosticats i així detectar de forma precoç possibles complicacions». – Natalia Pérez de la Ossa

«Una altra àrea en què la intel·ligència artificial és interessant és l’anàlisi de la conducta en el camp de la salut mental. Permet monitorar el tipus de missatges que escriu un pacient o la seva activitat a xarxes socials. Permet recopilar informació i pot donar-nos pistes de si aquesta persona està en risc de patir una recaiguda o en risc de suïcidi». – Natalia Pérez de la Ossa

«Hi ha un cas interessant molt concret en el qual vaig tenir el privilegi de participar: un projecte d’intel·ligència artificial biològica amb neurones, on vam ensenyar a un ordinador a jugar un videojoc amb neurones cultivades in vitro. Això, a llarg termini, podria arribar a ser útil en la investigació en alzheimer». – Rodrigo Menchaca

Els riscos de la IA en el camp de la medicina

Existeix desconfiança al sector sanitari envers la intel·ligència artificial?

«Hi ha desconfiança, sobretot, entre els professionals que portem més temps treballant d’una forma més clàssica, als quals ens costa més integrar sistemes que no entenem bé. Però probablement a les noves generacions no els faci tanta por. Hem d’apostar per la formació dels professionals perquè coneguin bé les eines i la seva utilitat. És important, a més, que la tecnologia aporti un valor afegit real i no incorporar tecnologia perquè sí. Quan els professionals veiem que una tecnologia ens està donant una informació única, entenem el seu valor». – Natalia Pérez de la Ossa

La IA acabarà amb llocs de treball en el sector sanitari?

«D’una banda, la IA transformarà molts llocs de treball. Obligarà una sèrie de professionals a adquirir noves habilitats i a entendre les noves eines disponibles, utilitzar-les de la forma correcta i aixecar la mà quan hi hagi un dubte raonable. A més, s’incorporaran nous professionals al sector sanitari, com els enginyers biomèdics, per poder resoldre problemes que abans no existien en un context hospitalari. Per exemple, tot el que és monitorització remota requereix una infraestructura enginyeril molt gran al darrere i són habilitats que no existeixen ara mateix en un currículum d’aprenentatge en medicina». – Rodrigo Menchaca

Poden els algorismes esbiaixats donar lloc a decisions mèdiques injustes?

«Els algorismes esbiaixats donen lloc a decisions injustes. És un problema greu i difícil de resoldre en qualsevol eina d’intel·ligència artificial. Els biaixos poden aparèixer en molts punts: en les pròpies dades, en els sistemes d’entrenament, en els professionals o en qui interpreta els resultats. El que estem desenvolupant són eines per controlar els biaixos en tots aquests nivells, però ens enfrontem a problemes molt complexos i que incideixen directament en la fiabilitat dels sistemes d’IA». – Alfonso Valencia

«Estan començant a aparèixer startups que es dediquen a seguir els protocols dels sistemes d’IA, a buscar on hi ha biaixos i a mantenir una vigilància completa. És a dir, s’està creant un univers de startups al voltant de la fiabilitat dels sistemes d’intel·ligència artificial, per tant, s’estan creant nous llocs de treball a partir d’una cosa que fa un parell d’anys no existia». – Rodrigo Menchaca

«Els algorismes, de vegades, fan una predicció de què pot ocórrer, basant-se en les decisions que els professionals sanitaris prenen sobre un pacient. Aquí hi ha un risc de profecia autocumplida. Si un algorisme diu que un pacient té un mal pronòstic i que facis el que facis probablement morirà, és probable que el metge decideixi fer una limitació terapèutica que al final acabarà resultant en el que l’algorisme preveia. Hem de ser conscients que són només prediccions, que sempre hi ha un marge d’error». – Natalia Pérez de la Ossa

«Un tema fonamental que cal abordar és com un professional, davant d’una sèrie d’opcions que li ofereix un sistema d’intel·ligència artificial, tindrà la llibertat per triar l’opció que li sembli més adequada, i quin serà el recolzament legal per defensar aquesta decisió». – Alfonso Valencia

Conclusions: la importància de la col·laboració en el futur de la IA i la medicina

«No resoldrem el càncer ni cap malaltia únicament des del camp de la IA. Però també crec que no hi haurà solucions que no passin pel tipus d’eines computacionals que estem desenvolupant. És a dir, no tenim la solució, però som part de la solució». – Alfonso Valencia

«Com a societat, ens estem enfrontant a alguna cosa que generarà més preguntes que respostes. Hem de col·laborar i apostar per la cocreació entre professionals, ara més que mai». – Rodrigo Menchaca

«La intel·ligència artificial, en el camp de la salut, ens ofereix moltes oportunitats. Hem de deixar que les màquines facin el que saben fer millor que els metges, que arribin allà on els professionals de la salut no arriben. I hem d’aprofitar el temps que alliberen per fer aquesta part que les màquines no poden fer, la part humana, d’escolta i de comunicació amb els pacients». – Natalia Pérez de la Ossa

 

Compartir

0