La mejor supercomputadora de EE. UU. apoya la investigación sobre salud mental

En el transcurso de la pandemia, el papel crucial de la computación de alto rendimiento y la inteligencia artificial en el tratamiento de enfermedades se ha vuelto muy claro. Aunque la enfermedad viral se encuentra de lleno en el punto de mira de la supercomputación, la enfermedad mental se ha mantenido relativamente ajena al mundo de la medicina computacional. Ahora, una colaboración entre el Laboratorio Nacional de Oak Ridge (ORNL), el Hospital Infantil de Cincinnati, la Universidad de Cincinnati y la Universidad de Colorado busca cambiar eso, trabajando con la supercomputadora más grande de los EE. UU. en un intento por comprender mejor el desarrollo de la salud mental. salud en los niños.

“Incluso antes de que comenzara la pandemia de COVID-19, estaba claro que los niños de hoy están experimentando un nivel de estrés sin precedentes que ha llevado a un fuerte crecimiento en muchos tipos de trastornos mentales”, explicó John Pestian, profesor de pediatría, psiquiatría e informática biomédica. en el Cincinnati Children’s Hospital Medical Center, en una entrevista con Alambre HPC. “Las interrupciones, los aislamientos y las pérdidas personales causadas por la pandemia solo han empeorado las cosas para los niños. … Desafortunadamente, en comparación con otras áreas de la atención médica, las innovaciones en el tratamiento de la salud mental no han seguido el ritmo de importantes avances tecnológicos, como el rápido crecimiento de la potencia informática”.

Pestian, junto con docenas de colegas, está trabajando para aprovechar una gran colección de datos de salud para obtener información valiosa sobre cómo se desarrolla la salud mental de los niños y qué factores afectan los diversos resultados. Pero llevar a cabo este tipo de investigación, a esta escala, significó reclutar importantes recursos informáticos.

Afortunadamente, Pestian también es miembro adjunto de la facultad con ORNL, anfitrión de Summit, la supercomputadora clasificada públicamente más poderosa del país. El sistema construido por IBM, implementado en 2018, aún ocupa el segundo lugar en la lista mundial Top500 de las supercomputadoras más poderosas del mundo.

La supercomputadora Summit en el Laboratorio Nacional de Oak Ridge (ORNL). Imagen cortesía de ORNL.

“Estamos trabajando con el Laboratorio Nacional de Oak Ridge… para desarrollar la primera herramienta de apoyo a la decisión capaz de analizar todos los muchos factores significativos que pueden poner a un niño en el camino hacia convertirse en adulto con ansiedad severa, depresión o ideación suicida”, dijo Pestian. . “Estamos trabajando para capacitar [Summit] cómo sopesar un conjunto de factores enormemente complejo, que combinará datos sobre los rasgos genéticos, el historial médico, las exposiciones ambientales, la demografía y otros determinantes sociales de la salud de un individuo con sus patrones de habla, lenguaje corporal y otros comportamientos”.

“A partir de esto, buscamos calcular la trayectoria de la salud mental de un niño, de forma muy similar a las curvas utilizadas en un gráfico de crecimiento pediátrico que muestra dónde se encuentra un niño en relación con las normas de peso, altura, etc.”, continuó. “En última instancia, los médicos, consejeros y otros podrán usar esta información para decidir cuándo y cómo intervenir con los servicios que pueden prevenir que la enfermedad mental temprana se prolongue hasta la edad adulta”.

Pestian explicó que establecer este tipo de trayectoria se basa en “miles de factores contribuyentes que trabajan juntos y en contra a medida que crece un niño”, ensamblados utilizando datos no identificados de registros médicos electrónicos de millones de encuentros con pacientes, que se complementa con datos superpuestos sobre el medio ambiente local. condiciones, nivel socioeconómico y otros factores externos. Pestian dijo que a medida que continúa la investigación, también comenzarán a incorporar datos de variantes genéticas.

Esta investigación, por supuesto, está mucho más allá de las capacidades de los sistemas informáticos de los hospitales, por no hablar de las estaciones de trabajo disponibles para los psiquiatras.

“Necesitamos usar una supercomputadora para comenzar a comprender la actividad en red que surge en nuestros cerebros”, dijo Pestian. “La tarea es al menos tan compleja como trazar caminos a través de galaxias con miles de millones de estrellas. … A través de nuestra colaboración única con Oak Ridge, podemos combinar nuestra experiencia clínica y computacional para desarrollar visualizaciones casi en tiempo real de las trayectorias de salud mental específicas del paciente. Esto permitirá la identificación más temprana de pacientes con síntomas clínicamente elevados y conectarlos con los servicios, lo que conducirá a mejores resultados y calidad de vida”.

Todavía es pronto para la investigación del equipo, pero Pestian está entusiasmado con la promesa que representa para el futuro de la salud mental.

“Actualmente estamos entrenando el algoritmo y planeamos publicar más sobre nuestro progreso en revistas científicas revisadas por pares”, dijo. “Dentro de varios meses a un año, esperamos tener una herramienta de trayectoria inicial disponible para que los médicos seleccionados la evalúen. A medida que se refina el sistema, planeamos buscar las aprobaciones necesarias para ampliar e implementar la herramienta. Si bien el proceso aún puede llevar años, ahora es posible gracias a la gran cantidad de datos que están disponibles a través de los registros médicos digitales y los avances en algoritmos basados ​​en inteligencia artificial. Esta colaboración realmente refleja una nueva era en la investigación de la salud mental”.

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