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← Una IA nello smartwatch rileva le crisi epilettiche

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Showing Revision 27 created 07/14/2019 by Anna Cristiana Minoli.

  1. Questo è Henry,
  2. un bel bambino.
  3. Quando aveva 3 anni,
  4. sua mamma notò
    che aveva degli attacchi febbrili,
  5. attacchi che avvengono quando
    si ha la febbre.
  6. Il medico le disse:
  7. "Non si preoccupi, di solito
    vanno via con la crescita."
  8. Quando Henry aveva 4 anni,
    ebbe una crisi convulsiva,
  9. di quelle in cui
    si perde conoscenza e si trema...
  10. Una crisi generalizzata
    di tipo tonico-clonico.
  11. Sebbene la diagnosi fosse "epilessia",
  12. una mattina la mamma andò
    a svegliare Henry
  13. e, una volta entrata nella stanza,
  14. trovò il suo corpo freddo e privo di vita.
  15. Henry era morto di SUDEP,

  16. morte improvvisa e inattesa
    di soggetti epilettici
  17. Sono curiosa: quanti di
    voi conoscono la SUDEP?
  18. Il pubblico qui è molto colto,
    eppure vedo solo poche mani alzate.
  19. SUDEP è quando una persona
    epilettica ma sana
  20. muore,
    e l'autopsia non sa spiegare perché.
  21. C'è una SUDEP ogni 7-9 minuti.
  22. In media, due per TED Talk.
  23. Un cervello normale
    ha attività elettrica.
  24. Potete vedere alcune onde cerebrali
  25. che escono da questa immagine
    di un cervello.
  26. Così dovrebbe apparire
    una tipica attività elettrica
  27. che un EEG registra sulla superficie.
  28. Quando si ha un attacco,
    l'attività elettrica è un po' insolita
  29. e può essere di tipo focale,
  30. cioè avvenire solo
    in una piccola parte del cervello.
  31. Quando è così,
    si può percepire una strana sensazione.
  32. Se qualcuno nel pubblico
    avesse un attacco simile ora,
  33. la persona seduta accanto
    potrebbe non accorgersene.
  34. Ma se durante la crisi
    quel fuocherello si espande,
  35. come un incendio boschivo,
    nell'intero cervello,
  36. si ha una crisi generalizzata.
  37. Questa crisi generalizzata
    fa perdere conoscenza
  38. e provoca convulsioni.
  39. Ci sono più casi di SUDEP
    negli Stati Uniti, ogni anno,

  40. che sindromi della morte improvvisa
    infantile.
  41. Quanti di voi hanno già
    sentito parlare di quest'altra sindrome?
  42. Vedete? Quasi tutte le mani
    sono alzate.
  43. Cosa sta succedendo allora?
  44. Perché, la SUDEP è molto più frequente,
    eppure le persone non ne sanno niente?
  45. Cosa si può fare per prevenirla?
  46. Ci sono due modi,
    scientificamente provati,
  47. per prevenire o ridurre
    il rischio di SUDEP.
  48. Il primo è: " Segui
    le istruzioni del medico,
  49. prendi delle medicine."
  50. Due terzi delle persone
    affette da epilessia
  51. la tengono sotto controllo
    con le medicine.
  52. Il secondo modo per ridurre
    il rischio di SUDEP è stare in compagnia.
  53. Ossia, avere qualcuno vicino
    nel preciso momento della crisi.
  54. La SUDEP, sebbene molti di voi
    non l'abbiano mai sentita,
  55. è in realtà la seconda causa
    di morte prematura
  56. tra tutti i disturbi neurologici.
  57. L'asse verticale si riferisce
    al numero di morti
  58. moltiplicato per l'aspettativa
    di vita rimanente,
  59. quindi più è alto,
    più grave è l'impatto.
  60. La SUDEP, tuttavia,
    diversamente dalle altre,
  61. è qualcosa che le persone sedute qui
    potrebbero aiutare a ridurre.
  62. Che ci fa Roz Picard, ricercatrice in IA,
    qui a parlarvi di SUDEP?

  63. Non sono un neurologo.
  64. Quando lavoravo al Media Lab
    sulla misurazione delle emozioni,
  65. cercando di rendere le macchine
    più emotivamente intelligenti,
  66. abbiamo iniziato
    a misurare lo stress.
  67. Abbiamo costruito svariati sensori
  68. che lo misuravano
    in molti modi diversi.
  69. Uno di questi in particolare
  70. si ispirava ad un vecchio studio
    in cui si misuravano i palmi sudati
  71. con un segnale elettrico.
  72. Questo rileva la conduttanza cutanea
  73. che sappiamo aumenti quando si è nervosi,
  74. ma anche, come abbiamo scoperto,
    in molte altre interessanti condizioni.
  75. Però, misurarla con dei fili
    sulla mano è piuttosto scomodo.
  76. Perciò abbiamo inventato una serie
    di nuovi sistemi al MIT Media Lab.
  77. Si indossano, e con essi
  78. per la prima volta siamo stati in grado
  79. di raccogliere
    dati clinici di qualità 24/7.
  80. Qui vedete un'immagine della prima volta
  81. che uno studente del MIT ha misurato la
    conduttanza cutanea del suo polso 24/7.
  82. Ingrandiamo un po'.
  83. Qui vedete 24 ore
    da sinistra a destra
  84. e questi sono i dati di due giorni.
  85. All'inizio, ciò che ci ha sorpresi
  86. è stato che il sonno dava
    i picchi più alti della giornata.
  87. Sembra impossibile, vero?
  88. Si è tranquilli nel sonno,
    perciò cosa sta succedendo?
  89. A quanto pare, la nostra
    fisiologia durante il sonno

  90. è molto diversa da quella
    delle ore di veglia
  91. e, sebbene non sappiamo
    ancora bene
  92. perché i picchi più alti
    si verifichino durante il sonno,
  93. ora crediamo che siano legati
    al consolidamento della memoria
  94. e alla sua formazione
    durante il sonno.
  95. Abbiamo osservato anche cose
    che erano proprio come ci aspettavamo.

  96. Se uno studente del MIT
    lavora duro in laboratorio
  97. o sui compiti a casa,
  98. c'è non solo stress emotivo
    ma anche carico cognitivo.
  99. A quanto pare, il carico cognitivo,
    lo sforzo cognitivo, l'impegno mentale,
  100. l'eccitazione dell'imparare qualcosa...
  101. anche queste cose fanno salire il segnale.
  102. Sfortunatamente, per l'imbarazzo di noi
    professori del MIT,

  103. (Risate)

  104. il punto più basso ogni giorno
    è l'attività in classe.

  105. Qui vi sto mostrando
    i dati di una sola persona,
  106. ma sfortunatamente è così per tutti.
  107. In questo polsino abbiamo inserito
    un sensore di conduttanza cutanea,

  108. e un giorno uno dei nostri studenti
    è venuto a bussare alla mia porta
  109. alla fine del semestre invernale,
  110. e mi ha detto: "Prof. Picard,
  111. posso prendere in prestito
    uno dei sensori a polsino?
  112. Mio fratello minore è autistico,
    non sa parlare,
  113. e vorrei capire
    cosa lo stressa."
  114. Io gli ho detto: "Certo, anzi,
    prendine due, invece che uno"
  115. perché all'epoca si rompevano facilmente.
  116. Così, li ha portati a casa
    e li ha messi al fratellino.
  117. Io ero al MIT, e guardavo
    i dati sul mio portatile,
  118. il primo giorno, ho pensato:
    "Mmm, che strano,
  119. li ha messi entrambi
    anziché aspettare che uno si rompa.
  120. D'accordo, non seguire le mie istruzioni."
  121. Sono contenta non l'abbia fatto.
  122. Il secondo giorno: calma piatta.
    Come se fosse in classe.
  123. (Risate)

  124. Passano alcuni giorni.

  125. E poi, un giorno, il segnale
    di un polso era piatto
  126. mentre l'altro aveva il picco
    più alto che avessi mai visto.
  127. Ho pensato: "Cosa succede?
  128. Abbiamo stressato le persone qui
    al MIT in ogni modo immaginabile.
  129. Non ho mai visto un picco simile."
  130. E poi era su un lato solo.
  131. Come si può essere stressati solo da
    un lato del proprio corpo?
  132. Ho pensato che uno o entrambi i
    sensori fossero rotti.
  133. Io sono un ingegnere elettronico
  134. per cui ho provato in mille modi
    a risolvere il problema,
  135. e in poche parole,
    non ne sono venuta a capo.
  136. Allora ho fatto ricorso
    a metodi più all'antica.

  137. Ho chiamato lo studente a casa in vacanza.
  138. "Ciao, come sta il tuo fratellino?
    Come state passando il Natale?
  139. Ehi, hai qualche idea
    su cosa possa essergli successo?"
  140. E gli ho fornito data e ora specifiche,
  141. E i dati.
  142. Lui mi ha detto: "Non lo so,
    controllo il diario."
  143. Diario? Uno studente del MIT
    tiene un diario?

  144. Ho aspettato e lui è tornato.
  145. Aveva data e ora esatti,
  146. e mi ha detto: "Era subito prima
    di una forte una crisi epilettica."
  147. All'epoca, non sapevo niente
    di epilessia.

  148. Ho fatto delle ricerche, e ho scoperto
  149. che il padre di un altro studente
    era primario di neurochirurgia
  150. al Children's Hospital di Boston,
  151. ho preso coraggio
    e ho chiamato Dr. Joe Madsen.
  152. "Salve, Dr. Madsen,
    mi chiamo Rosalind Picard.

  153. È possibile che qualcuno abbia
  154. un'altissima attivazione
    del sistema nervoso simpatico",
  155. quello che modifica
    la conduttanza cutanea,
  156. "20 minuti prima di una crisi epilettica?"
  157. Mi ha risposto: "Probabilmente no.
  158. È interessante.
  159. Ad alcune persone si rizzano
    i peli di un braccio
  160. 20 minuti prima di una crisi."
  161. E io: "Su un solo braccio?"
  162. Non gliene volevo parlare, all'inizio,
  163. perché credevo fosse troppo ridicolo.
  164. Mi spiegò come ciò potesse
    accadere nel cervello

  165. e si è interessato.
    Gli ho mostrato i dati.
  166. Abbiamo creato altri sensori,
    con certificati di sicurezza.
  167. 90 famiglie hanno preso
    parte a uno studio;
  168. i loro bambini sarebbero stati
    monitorati 24/7
  169. con un EEG di altissima qualità
    sullo scalpo per rilevare
  170. l'attività cerebrale,
  171. video per osservare
    i loro comportamenti,
  172. e poi ECG (elettrocardiogramma)
    e EDA (attività elettrodermica)
  173. per verificare se in quest'area
    avvenisse qualcosa
  174. di evidente legato alle convulsioni.
  175. E abbiamo rilevato, nel 100%
    delle crisi epilettiche nel primo gruppo,

  176. queste macroscopiche reazioni
    nella conduttanza cutanea.
  177. La sezione in azzurro al centro, il sonno,
  178. di solito è il picco più alto.
  179. Le tre crisi indicate qui
    sbucano fuori dalla foresta
  180. come sequoie.
  181. Inoltre, se si unisce
    alla conduttanza cutanea
  182. ai movimenti provenienti dal polso,
  183. e si raccolgono tantissimi dati
    con cui calibrare macchine intelligenti,
  184. si possono creare IA automatiche
    che riconoscano questi schemi
  185. molto meglio di un semplice
    rilevatore di tremori.
  186. Così ci siamo accorti
    che dovevamo diffonderli
  187. e con il lavoro di dottorato
    di Ming-Zher Poh
  188. e, più tardi, i grandi miglioramenti
    apportati da Empatica
  189. il progetto è avanzato e la rilevazione
    delle crisi è molto più accurata.
  190. Nel corso dello studio, abbiamo
    imparato altro sulla SUDEP,

  191. Abbiamo imparato che la SUDEP,
  192. seppure rara dopo una crisi
    generalizzata tonico-clonica,
  193. è comunque lì che rischia di avvenire,
    dopo una crisi di quel tipo.
  194. E quando arriva,
    non arriva durante la crisi
  195. e di solito neppure subito dopo.
  196. Ma subito dopo, piuttosto,
  197. quando la persona sembra
    ferma e tranquilla,
  198. può iniziare un'altra fase
    in cui la respirazione si ferma.
  199. E dopo la respirazione,
    si ferma il cuore.
  200. Quindi c'è tempo
    per far arrivare qualcuno.
  201. Abbiamo visto che c'è una regione
    nel centro del cervello, l'amigdala,
  202. che abbiamo studiato a lungo
    nelle ricerche sulle emozioni.
  203. Abbiamo due amigdale
  204. e stimolando quella di destra
  205. si ottiene una grande risposta
    cutanea sulla destra.
  206. Bisogna sottoporsi a una craniotomia
    per vedere questo risultato dal vivo,
  207. non proprio una procedura
    che attiri molti volontari,
  208. ma sappiamo che causa
    una risposta cutanea a destra.
  209. Stimolando l'amigdala sinistra,
    grande risposta sul palmo sinistro.
  210. E per di più, se qualcuno stimola
    la vostra amigdala,
  211. mentre ve ne state seduti
    e magari state solo lavorando
  212. non mostrate segni di disagio,
  213. ma smettete di respirare.
  214. E non ricominciate finché qualcuno
    non vi stimola.
  215. "Ehi, Roz, ci sei?"
  216. E allora aprite la bocca
    per parlare.
  217. Quando prendete fiato per parlare,
  218. ricominciate a respirare.
  219. Dunque, il lavoro sullo stress
    con cui avevamo iniziato

  220. ci ha permesso di costruire
    moltissimi sensori
  221. e raccogliere dati di qualità,
    sufficiente da permetterci
  222. di lasciare il laboratorio
    e provarli all'esterno.
  223. Per caso, abbiamo rilevato
    un'enorme reazione alle crisi,
  224. attivazioni neurologiche molto più potenti
    dei normali fattori di stress.
  225. Molte collaborazioni con ospedali
    e unità di controllo delle crisi
  226. specialmente al Children's Hospital
    di Boston e al Brigham;
  227. E, indispensabili, IA
    e apprendimento automatico
  228. per raccogliere ancora più dati,
  229. con lo scopo di comprendere questi eventi
  230. e se è possibile, evitare la SUDEP.
  231. Tutto questo ora è in commercio
    grazie a Empatica,

  232. una start-up che ho avuto
    il privilegio di co-fondare.
  233. La squadra lì ha fatto un ottimo lavoro,
    migliorando la tecnologia
  234. per creare un sensore davvero bello
  235. che non solo segna l'ora, conta i passi
    registra il sonno, eccetera...
  236. ma consiste in una IA che funziona
    e apprende in tempo reale
  237. per identificare crisi generalizzate
    tonico-cloniche
  238. e invia un segnale di allarme
  239. in caso di crisi e perdita di conoscenza.
  240. Il sistema è appena stato approvato
    dalla FDA
  241. come primo smartwatch
    approvato in neurologia.
  242. (Applausi)

  243. La prossima diapositiva ha fatto
    salire la conduttanza della mia pelle.

  244. Una mattina, controllavo la mail
  245. e ho trovato la storia di una mamma
  246. che racconta come fosse sotto la doccia
  247. quando il suo telefono,
    su un ripiano lì vicino, disse
  248. che sua figlia poteva essere in pericolo.
  249. Così, interrompe la doccia
    e corre in camera della figlia,
  250. la trova a faccia in giù nel letto;
    blu, che non respira.
  251. La gira -- stimolazione umana --
  252. e sua figlia fa un respiro,
    poi un altro respiro.
  253. Torna rosa ed è tutto ok.
  254. Io credo di essere diventata bianca,
    alla vista di questa email.

  255. La mia prima reazione è
    "Oh no, non è perfetto.
  256. Il Bluetooth può rompersi,
    la batteria esaurirsi.
  257. Può fallire in mille modi.
    Non puoi fidarti troppo."
  258. E lei risponde: "Ok. So che
    nessuna tecnologia è perfetta.
  259. Nessuno di noi può essere sempre presente.
  260. Ma questo dispositivo con IA
  261. mi ha permesso di arrivare in tempo
    per salvare mia figlia."
  262. Finora mi sono riferita ai bambini,

  263. ma in realtà la SUDEP ha un picco
    nei 20enni, 30enni e 40enni.
  264. La prossima frase che vi mostrerò
  265. probabilmente metterà qualcuno a disagio,
  266. ma sarà comunque meno grave del fatto
  267. che questa lista potrebbe estendersi
    a delle persone che conoscete.
  268. Potrebbe succedere
    a qualcuno che conoscete?
  269. Il motivo per cui vi pongo
    questa domanda scomoda
  270. è che, tra voi, 1 ogni 26
    avrà una crisi epilettica nella vita.
  271. E da quello che ho imparato
  272. spesso chi è affetto da epilessia
    non dice ad amici e vicini di esserlo.
  273. Quindi, se volete che loro
    possano usare una IA o altro
  274. per chiamarvi in un eventuale
    momento di bisogno,
  275. e se fate in modo che lo sappiano,
  276. potete fare la differenza nella loro vita.
  277. Perché tutto questo lavoro
    per costruire IA?

  278. Un paio di ragioni:
  279. una è Natasha, la bimba sopravvissuta.
  280. La famiglia voleva
    che vi dicessi il suo nome.
  281. Un'altra è la sua famiglia
  282. e le persone stupende
  283. che vogliono supportare
    chi ha problemi di salute,
  284. problemi che in passato hanno sentito
    di dover nascondere.
  285. L'altra ragione siete tutti voi,
  286. perché noi abbiamo la possibilità
    di modellare il futuro dell'IA.
  287. Possiamo cambiarla,
  288. perché siamo quelli
    che la stanno costruendo.
  289. Quindi, costruiamo IA

  290. che possano migliorare la vita di tutti.
  291. Grazie.

  292. (Applausi)