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← Um smartwatch de IA que detecta convulsões

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Showing Revision 31 created 05/07/2019 by Maricene Crus.

  1. Este é Henry,
  2. uma graça de menino.
  3. Quando Henry tinha três anos,
  4. a mãe dele percebeu
    que ele tinha convulsões febris.
  5. Convulsões febris são aquelas
    que também provocam febre,
  6. e o médico disse:
  7. "Não se preocupe tanto.
    Elas desaparecem quando a criança cresce".
  8. Com quatro anos,
    ele teve uma crise convulsiva,
  9. a do tipo que se perde
    a consciência e treme,
  10. uma convulsão tônico-clônica generalizada.
  11. Enquanto o diagnóstico
    de "epilepsia" estava sendo enviado,
  12. a mãe de Henry foi acordá-lo certa manhã.
  13. Quando entrou no quarto dele,
  14. encontrou seu corpo frio e sem vida.
  15. Henry morreu de SUDEP,

  16. morte repentina inesperada em epilepsia.
  17. Tenho curiosidade em saber quantos
    de vocês já ouviram falar de SUDEP.
  18. Este é um público muito bem-culto,
    e vejo apenas algumas mãos levantadas.
  19. A SUDEP ocorre quando uma pessoa
    saudável com epilepsia morre,
  20. e não se pode atribuir isso a nada
    que possa ser encontrado em uma autópsia.
  21. A SUDEP ocorre a cada sete a nove minutos,
  22. uma média de duas por palestra TED.
  23. Um cérebro normal tem atividade elétrica.
  24. Vocês podem ver
    algumas das ondas elétricas
  25. saindo desta imagem de um cérebro.
  26. Elas deveriam se parecer
    com uma atividade elétrica comum
  27. que um eletroencefalograma
    poderia ler na superfície.
  28. Quando você tem uma convulsão, ocorre
    uma atividade elétrica um pouco incomum,
  29. que pode ser focal.
  30. Pode acontecer em apenas
    uma pequena parte do cérebro.
  31. Quando isso acontece, você pode ter
    uma sensação estranha.
  32. Várias convulsões podem estar
    acontecendo aqui na plateia agora,
  33. e a pessoa próxima a você pode nem saber.
  34. No entanto, se você tem uma convulsão
    em que esse pequeno incêndio se espalha
  35. como um incêndio florestal pelo cérebro,
  36. ela se generaliza.
  37. Essa convulsão generalizada
    afasta sua consciência
  38. e faz com que você tenha convulsões.
  39. Há mais SUDEPs nos EUA a cada ano

  40. do que a síndrome
    de morte súbita infantil.
  41. Quantos de vocês
    já ouviram falar dessa síndrome?
  42. Quase todos levantaram a mão.
  43. Então, o que acontece aqui?
  44. Por que isso é muito mais comum,
    e as pessoas ainda não ouviram falar?
  45. E o que podemos fazer para evitar isso?
  46. Há duas coisas, cientificamente mostradas,
    que previnem ou reduzem o risco de SUDEP.
  47. A primeira é:
  48. "Siga as instruções de seu médico
    e tome seus medicamentos".
  49. Dois terços das pessoas
    que sofrem de epilepsia
  50. conseguem controlá-la
    com seus medicamentos.
  51. A segunda coisa que reduz o risco
    de SUDEP é a companhia.
  52. É ter alguém lá no momento
    em que você tem uma convulsão.
  53. A SUDEP, mesmo que a maioria de vocês
    nunca tenha ouvido falar dela,
  54. é, na verdade, a segunda causa
    de perda potencial de anos de vida
  55. de todos os distúrbios neurológicos.
  56. O eixo vertical é o número de mortes
  57. multiplicado pelo tempo de vida restante.
  58. Portanto, um impacto maior é muito pior.
  59. A SUDEP, no entanto,
    ao contrário desses outros,
  60. é algo que poderia ser reduzido
    com a intervenção das pessoas aqui.
  61. O que Roz Picard, pesquisadora de IA,
    faz aqui falando sobre a SUDEP?

  62. Não sou neurologista.
  63. Quando eu trabalhava no Media Lab
    para avaliar emoções,
  64. e tentava tornar as máquinas
    mais inteligentes a respeito delas,
  65. começamos a trabalhar muito
    medindo o estresse.
  66. Construímos muitos sensores que o mediam
    de várias maneiras diferentes.
  67. Mas um deles, em particular,
  68. surgiu de parte desse trabalho bem antigo,
  69. pela medição de palmas suadas
    com um sinal elétrico.
  70. Este é um sinal de condutância da pele,
  71. conhecido por aumentar
    quando ficamos nervosos,
  72. mas que também aumenta com muitas
    outras condições interessantes.
  73. Mas medi-lo com fios na mão
    é muito inconveniente.
  74. Então, inventamos várias outras maneiras
    de fazer isso no MIT Media Lab.
  75. Com essa tecnologia vestível,
  76. começamos a coletar os primeiros
    dados clínicos de qualidade 24 por 7.
  77. Aqui está uma foto do que parecia ser
  78. a primeira vez que um aluno do MIT
    coletou a condutância da pele
  79. no pulso 24h por 7 dias.
  80. Vamos ampliar um pouco aqui.
  81. Vemos 24 horas da esquerda para a direita,
  82. e aqui estão dois dias de dados.
  83. Primeiro, ficamos surpresos ao ver
    que o sono é o maior pico do dia.
  84. Isso parece furado, não é?
  85. Você fica calmo quando está dormindo.
  86. Então, o que temos aqui?
  87. Acontece que nossa
    fisiologia durante o sono

  88. é muito diferente daquela
    quando estamos acordados.
  89. Embora ainda haja um pouco de mistério
  90. sobre por que esses picos são geralmente
    os maiores do dia durante o sono,
  91. cremos agora que estejam relacionados
  92. à consolidação e à formação
    de memória durante o sono.
  93. Também vimos coisas que eram
    exatamente o que esperávamos.

  94. Quando um aluno do MIT trabalha muito
    no laboratório ou em tarefas de casa,
  95. não há apenas estresse emocional,
    mas também carga cognitiva.
  96. Acontece que a carga e o esforço
    cognitivos, o envolvimento mental,
  97. o entusiasmo em aprender alguma coisa,
  98. essas coisas também
    fazem o sinal aumentar.
  99. Infelizmente, para constrangimento nosso,
    professores do MIT,

  100. (Risos)

  101. o ponto baixo em todos os dias
    é a atividade em sala de aula.

  102. Estou apenas mostrando
    os dados de uma pessoa aqui,
  103. mas isso, infelizmente,
    é verdade de modo geral.
  104. Essa faixa de suor contém um sensor
    de condutância da pele caseiro,

  105. e, um dia, um de nossos alunos
    bateu à minha porta
  106. no final do semestre de dezembro,
  107. e perguntou:
  108. "Professora Picard, pode, por favor,
    me emprestar uma pulseira com sensor?
  109. Meu irmãozinho tem autismo,
    ele não sabe falar,
  110. e quero ver o que o está estressando".
  111. Respondi: "Claro, na verdade,
    não leve apenas um, leve dois",
  112. porque eles quebravam
    facilmente naquela época.
  113. Ele os levou para casa
    e os colocou no irmãozinho dele.
  114. Eu estava de volta ao MIT,
    analisando os dados em meu laptop,
  115. e, no primeiro dia, pensei: "Que estranho,
  116. ele os colocou em ambos os pulsos
    em vez de esperar que um quebrasse.
  117. Está bem, não siga minhas instruções".
  118. Estou feliz que ele não tenha seguido.
  119. Segundo dia, tranquilo.
  120. Parecia atividade de sala de aula.
  121. (Risos)

  122. Mais alguns dias pela frente.

  123. No dia seguinte, um sinal
    de pulso era plano,
  124. e o outro tinha o maior pico que já vi.
  125. Pensei: "O que está acontecendo?
  126. Estressamos as pessoas no MIT
    de todas as maneiras imagináveis.
  127. Nunca vi um pico tão alto".
  128. E foi apenas de um lado.
  129. Como você pode ficar estressado
    em um lado do corpo e não no outro?
  130. Achei que um ou ambos os sensores
    deviam estar quebrados.
  131. Sou engenheira elétrica por formação,
  132. então comecei um monte de coisas
    para tentar depurar isso,
  133. e, resumindo, não consegui reproduzir.
  134. Então, recorri à depuração antiga.

  135. Liguei para o aluno em casa, em férias.
  136. "Oi, como está seu irmãozinho?
  137. Como foi seu Natal?
  138. Você tem alguma ideia
    do que aconteceu com ele?"
  139. Dei a data e a hora
    específicas e os dados.
  140. Ele respondeu:
  141. "Não sei, vou verificar o diário".
  142. Diário? Um aluno do MIT mantém um diário?

  143. Então, esperei, e ele voltou.
  144. Tinha a data e a hora exatas,
  145. e disse: "Isso foi antes de ele ter
    uma convulsão tônico-clônica".
  146. Na época, eu não sabia
    nada sobre epilepsia,

  147. e fiz um monte de pesquisas.
  148. Descobri que o pai de outro aluno
    é chefe de neurocirurgia
  149. do Children's Hospital Boston.
  150. Tomei coragem e liguei
    para o Dr. Joe Madsen.
  151. "Oi, Dr. Madsen, meu nome
    é Rosalind Picard.

  152. É possível que alguém possa ter
  153. um enorme aumento
    do sistema nervoso simpático",
  154. que impulsiona a condutância da pele,
  155. "20 minutos antes de uma convulsão?"
  156. Ele responde: "Provavelmente não".
  157. Ele diz: "É interessante.
  158. Tivemos pessoas
    com pelo eriçado em um braço
  159. 20 minutos antes de uma convulsão".
  160. Penso: "Em um braço?"
  161. Eu não queria dizer isso
    a ele, inicialmente,
  162. porque achei que fosse ridículo demais.
  163. Ele explicou como isso
    poderia acontecer no cérebro

  164. e ficou interessado.
  165. Mostrei-lhe os dados;
    criamos mais dispositivos
  166. com certificado de segurança.
  167. Foram inscritas 90 famílias em um estudo,
  168. todas com crianças que teriam
    monitoramento 24h por 7 dias
  169. com EEG padrão-ouro no couro cabeludo
    para leitura da atividade cerebral,
  170. vídeo para observar o comportamento,
  171. eletrocardiograma, ECG, e agora EDA,
    atividade eletrodérmica,
  172. para ver se havia algo nessa periferia
  173. que pudéssemos detectar facilmente,
    relacionado a uma convulsão.
  174. Descobrimos, em 100% do primeiro lote
    de convulsões tônico-clônicas,

  175. reações enormes na condutância da pele.
  176. O azul no meio, o sono do menino,
  177. é geralmente o maior pico do dia.
  178. Essas três convulsões que vemos aqui
    estão surgindo da floresta
  179. como sequoias.
  180. Além disso, quando acoplamos
    a condutância da pele no topo
  181. com o movimento do pulso
  182. e obtemos muitos dados e treinamos
    aprendizado de máquina e IA sobre ele,
  183. podemos construir uma IA automatizada
    que detecta esses padrões
  184. muito melhor do que apenas
    um detector de tremor pode fazer.
  185. Então, percebemos
    que precisávamos fazer isso,
  186. com o trabalho de doutorado
    de Ming-Zher Poh
  187. e, mais tarde, melhorias
    importantes da Empatica.
  188. Houve progressos, e a detecção
    de convulsões é muito mais precisa.
  189. Também descobrimos outras coisas
    sobre a SUDEP nesse período.

  190. Descobrimos que a SUDEP,
  191. embora rara após uma convulsão
    tônico-clônica generalizada,
  192. é mais provável que aconteça depois disso.
  193. Não acontece durante a convulsão
  194. nem imediatamente depois.
  195. Porém, imediatamente depois,
  196. quando a pessoa parece
    muito imóvel e quieta,
  197. ela pode entrar em outra fase,
    quando a respiração para.
  198. Depois que a respiração para,
    mais tarde o coração para.
  199. Há algum tempo para conseguir ajuda.
  200. Também descobrimos que existe uma região
    profunda no cérebro chamada amígdala,
  201. que havíamos estudado muito
    em nossa pesquisa emocional.
  202. Temos duas amígdalas.
  203. Se estimularmos a direita,
  204. obtemos uma grande resposta
    de condutância da pele do lado direito.
  205. Vocês têm que se inscrever agora mesmo
    para uma craniotomia para conseguir isso,
  206. não exatamente algo
    para fazer como voluntários,
  207. mas isso causa uma grande
    resposta de condutância da pele.
  208. Estimulem a esquerda,
  209. grande resposta de condutância da pele
    do lado esquerdo na palma da mão.
  210. Além disso, quando alguém
    estimula sua amígdala,
  211. enquanto você está sentado
    e pode estar trabalhando,
  212. você não mostra sinal de aflição,
  213. mas para de respirar
  214. e não recomeça até que alguém o estimule.
  215. "Ei, Roz, você está aí?"
  216. E você abre a boca para falar.
  217. Ao respirar para falar,
  218. você volta a respirar.
  219. Então, começamos
    com o trabalho sobre o estresse,

  220. o que nos permitiu
    construir muitos sensores
  221. que reuniam dados de alta qualidade
  222. para poder deixar o laboratório
    e fazer isso em estado natural;
  223. acidentalmente encontrou
    uma reação enorme com a convulsão,
  224. ativação neurológica
  225. que pode causar reação muito maior
    do que estressores tradicionais;
  226. parceria com hospitais e uma unidade
    de monitoramento de epilepsia,
  227. especialmente o Children's
    Hospital Boston e o Brigham;
  228. e aprendizado de máquina e IA além disso
  229. para levar e coletar muito mais dados
  230. e tentar entender esses eventos
  231. e se podemos evitar a SUDEP.
  232. Isso agora é comercializado pela Empatica,

  233. uma startup que tive
    o privilégio de cofundar,
  234. e a equipe de lá fez um trabalho incrível,
  235. aprimorando a tecnologia para fazer
    um sensor muito bonito
  236. que não só informa as horas, conta passos,
    monitora o sono e todas essas coisas boas,
  237. mas é a IA e aprendizado de máquina
    funcionando em tempo real
  238. para detectar convulsões
    tônico-clônicas generalizadas
  239. e enviar um alerta de ajuda
  240. caso eu tivesse uma convulsão
    e perdesse a consciência.
  241. Isso acabou de ser aprovado pelo FDA
  242. como o primeiro smartwatch
    aprovado em neurologia.
  243. (Aplausos)

  244. O próximo slide é o que fez
    minha condutância da pele aumentar.

  245. Certa manhã, verifico meu e-mail
  246. e leio a história de uma mãe
    que disse que estava no chuveiro,
  247. e o telefone estava no balcão
    perto do box,
  248. e dizia que a filha dela
    talvez precisasse de ajuda.
  249. Então, ela interrompe o banho,
    corre para o quarto da filha
  250. e a encontra de bruços na cama,
    azul e sem respirar.
  251. Ela a vira, estimulação humana,
  252. e sua filha respira,
  253. e respira de novo, fica rosada
  254. e está bem.
  255. Acho que fiquei branca lendo esse e-mail.

  256. Minha primeira reação é: "Não é perfeito.
  257. O bluetooth pode falhar;
    a bateria, acabar.
  258. Pode dar tudo errado. Não confie nisso".
  259. E ela disse: "Tudo bem, sei
    que nenhuma tecnologia é perfeita.
  260. Nenhum de nós pode estar lá o tempo todo.
  261. Mas esse dispositivo mais a IA
  262. permitiram que eu chegasse a tempo
    de salvar a vida de minha filha".
  263. Venho mencionando crianças,

  264. mas a SUDEP tem um pico, na verdade,
    entre pessoas de 20, 30 e 40 anos,
  265. e a próxima informação
    que irei apresentar
  266. provavelmente deixará
    algumas pessoas incomodadas,
  267. mas é menos desconfortável
    do que todos ficaremos
  268. se essa lista for estendida
    a alguém que conhecemos.
  269. Isso poderia acontecer
    com alguém que vocês conhecem?
  270. Levanto essa questão desagradável
  271. porque 1 em cada 26 de vocês
    terá epilepsia em algum momento
  272. e, pelo que tenho descoberto,
  273. as pessoas com epilepsia
  274. muitas vezes não falam a respeito
    com seus amigos e vizinhos.
  275. Então, se estiverem dispostos a deixá-los
    usar uma IA ou qualquer outra coisa
  276. para mandarem chamar vocês
    num momento de possível necessidade,
  277. se permitirem que eles saibam disso,
    poderão fazer a diferença na vida deles.
  278. Por que todo esse trabalho árduo
    para construir IAs?

  279. Eis algumas razões:
  280. uma é Natasha, a garota que viveu,
  281. e sua família queria que eu
    lhe dissesse o nome dela.
  282. Outra é a família dela
  283. e as pessoas maravilhosas por aí
  284. que querem estar lá para apoiar
    as pessoas que têm condições
  285. que se sentiram incomodadas no passado,
    mencionando a outras pessoas.
  286. E a outra razão são todos vocês,
  287. porque temos a oportunidade
    de modelar o futuro da IA.
  288. Podemos, na verdade, mudá-lo,
  289. porque somos os únicos a construí-lo.
  290. Vamos construir uma IA

  291. que torne a vida de todos melhor.
  292. Obrigada.

  293. (Aplausos)