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← Um relógio inteligente com IA que deteta convulsões

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Showing Revision 37 created 07/13/2019 by Margarida Ferreira.

  1. Este é Henry,
  2. um rapazinho fofo.
  3. Quando Henry tinha três anos,
  4. a mãe dele viu-o a ter convulsões febris.
  5. Estas convulsões acontecem
    quando alguém tem febre.
  6. O médico disse:
  7. "Não se preocupe tanto,
    isto costuma passar com a idade."
  8. Quando Henry tinha quatro anos,
    teve uma convulsão
  9. daquelas que fazem sacudir o corpo
    e perder a consciência,
  10. uma convulsão generalizada tónico-clónica.
  11. Enquanto esperava
    o diagnóstico de epilepsia,
  12. um dia de manhã,
    a mãe de Henry foi acordá-lo.
  13. Quando entrou no quarto,
  14. encontrou o corpo de Henry
    frio e sem vida.
  15. Henry morreu de SUDEP,

  16. morte súbita inesperada em epilepsia.
  17. Estou curiosa para saber
    se já ouviram falar de SUDEP.
  18. Este é um público instruído
    mas só vejo algumas mãos no ar.
  19. Acontece quando uma pessoa epilética
    mas, fora isso, saudável, morre
  20. e não se consegue determinar
    a razão numa autópsia.
  21. Em cada sete a nove minutos,
    morre alguém de SUDEP.
  22. São cerca de duas SUDEP por TED Talk.
  23. Ora, um cérebro saudável
    tem atividade elétrica.
  24. Podem ver algumas ondas elétricas
  25. a saírem desta imagem de um cérebro.
  26. Estas ondas deviam parecer-se
    com uma atividade elétrica normal
  27. lidas por um EEG, a nível superficial.
  28. Quando se tem uma convulsão,
    há uma atividade elétrica fora do comum,
  29. e pode ser focal.
  30. Pode acontecer apenas
    numa pequena parte do cérebro.
  31. Quando isso acontece,
    pode-se sentir uma sensação estranha.
  32. Pode estar a acontecer a vários
    membros da audiência agora
  33. e a pessoa ao vosso lado
    poderá nem notar.
  34. No entanto, se for uma convulsão
  35. daquelas em que uma "fagulha"
    pega fogo ao cérebro
  36. e depois se generaliza,
  37. essa convulsão generalizada
    faz perder a consciência
  38. e faz sacudir o corpo.
  39. Acontecem mais SUDEPs
    nos EUA todos os anos

  40. do que síndromes de
    morte súbita do lactente.
  41. Ora, quantos de vós é que já
    ouviram falar deste último?
  42. Pois é, quase todos vocês
    colocam a mão no ar.
  43. O que se passa, então?
  44. Por que razão é que algo mais comum
    é menos conhecido?
  45. O que pode ser feito
    para impedir uma SUDEP?
  46. Existem duas coisas,
    provadas cientificamente,
  47. que ajudam a impedir
    ou a reduzir o risco de SUDEP.
  48. A primeira é: "Siga as instruções
    do médico
  49. "e tome a sua medicação."
  50. Dois terços das pessoas que têm epilepsia
  51. conseguem controlá-la com a medicação.
  52. A segunda coisa que reduz
    o risco de SUDEP é a companhia.
  53. É ter alguém presente
    quando se tem uma convulsão.
  54. O SUDEP, mesmo que a maioria
    não tenha ouvido falar disto,
  55. é a segunda maior causa
    da possível perda de anos de vida
  56. de todas as doenças neurológicas.
  57. O eixo vertical é o número de mortes
  58. vezes o número de anos de vida,
  59. portanto, maior quer dizer maior impacto.
  60. O SUDEP, ao contrário destes outros,
  61. pode ser evitado com a ajuda
    das pessoas aqui presentes.
  62. O que está Roz Picard,
    investigadora de IA, aqui a fazer?

  63. Não sou neurologista.
  64. Quando estava a trabalhar no Media Lab
    na medição das emoções,
  65. a tentar tornar as nossas máquinas
    mais inteligentes quanto às emoções,
  66. começámos a trabalhar
    na medição do "stress".
  67. Construímos muitos sensores
  68. que mediram o "stress"
    de maneiras diferentes.
  69. Um deles, em particular,
  70. surgiu deste trabalho antigo
    a medir palmas das mãos suadas
  71. com um sinal elétrico.
  72. É um sinal de condutância da pele
  73. que costuma aumentar
    quando estamos nervosos,
  74. mas descobriu-se que
    também aumenta por outros motivos.
  75. A medição com fios na mão
    é pouco conveniente.
  76. Por isso, inventámos outros meios
    de fazê-lo no MIT Media Lab.
  77. Com estes dispositivos portáteis,
  78. começámos a recolher os primeiros
    dados clínicos 24 horas por dia.
  79. Aqui está uma imagem que mostra como foi
  80. a primeira vez que um estudante
    recolheu dados da condutância no pulso.
  81. Vamos ampliar um pouco.
  82. O que estão a ver é
    24 horas da esquerda para a direita,
  83. e aqui estão dois dias de dados.
  84. Primeiro, o que nos surpreendeu
  85. foi que o sono foi
    o maior pico de atividade do dia.
  86. Isto soa-nos mal, certo?
  87. Estamos calmos durante o sono,
    o que se passa aqui, então?
  88. Descobrimos que
    a nossa fisiologia durante o sono

  89. é muito diferente da fisiologia
    durante o resto do dia.
  90. Apesar de ainda haver algum mistério
  91. sobre os picos de atividade
    serem maiores durante o sono,
  92. cremos que estão relacionados
    com a consolidação da memória
  93. e a formação da memória durante o sono.
  94. Vimos também coisas
    que já eram esperadas.

  95. Quando um estudante do MIT
    trabalha no laboratório
  96. ou faz trabalhos de casa,
  97. não há apenas "stress" emocional,
    mas também uma carga cognitiva,
  98. e descobriu-se que esta carga
    e envolvimento mental,
  99. a excitação sobre a aprendizagem,
  100. estas coisas também fazem
    aumentar o sinal.
  101. Infelizmente, para constrangimento
    dos professores do MIT,

  102. (Risos)

  103. o ponto mais baixo do dia
    é a atividade da sala de aula.

  104. Estou a mostrar-vos
    os dados de uma só pessoa,
  105. mas isto, infelizmente,
    é verdade de modo geral.
  106. Esta pulseira contém
    um sensor de condutância da pele.

  107. Um dia, um dos nossos estudantes
    veio bater-me à porta,
  108. mesmo no fim do semestre de dezembro.
  109. Ele disse: "Professora Picard,
  110. "pode-me emprestar uma
    das suas pulseiras com sensores?
  111. "O meu irmão mais novo é autista,
    não consegue falar,
  112. "e quero ver o que está
    a causar-lhe 'stress'."
  113. Eu disse: "Claro,
    aliás, leva duas pulseiras."
  114. pois avariavam-se com facilidade,
    naquela altura.
  115. Ele levou-as para casa,
    colocou-as no irmão.
  116. Ora, eu estava de volta ao MIT,
    a observar os dados no portátil,
  117. e no primeiro dia, pensei:
    "Isto é estranho,
  118. "Ele colocou-as nos dois pulsos
    sem esperar que uma se avariasse.
  119. "Tudo bem, não sigas
    as minhas instruções."
  120. Ainda bem que não o fez.
  121. No segundo dia - tudo calmo,
    parecia atividade da sala de aula.
  122. Uns dias mais adiante.

  123. No dia seguinte, um dos sinais
    de pulso estava parado
  124. e o outro tinha o maior
    pico de atividade que já tinha visto.
  125. Pensei: "O que se está a passar?
  126. "Já causámos 'stress' no MIT
    a tantas pessoas, de tantas formas.
  127. "Nunca tinha visto um pico deste tamanho."
  128. E era apenas num dos lados.
  129. Como é possível estar sob "stress"
    apenas num dos lados do corpo?
  130. Pensei que um ou os dois sensores
    estivessem estragados.
  131. Eu sou engenheira elétrica de formação,
  132. por isso comecei uma série de coisas
    para descobrir a causa.
  133. Resumindo, não consegui reproduzir aquilo.
  134. Por isso, optei por depurar,
    à moda antiga.

  135. Liguei para o estudante,
    que estava em casa de férias.
  136. "Olá, como está o teu irmão?
    Que tal o Natal?
  137. "Olha, tens alguma ideia
    do que lhe aconteceu?"
  138. Disse-lhe a data e a hora exata,
    e dei-lhe os dados.
  139. Ele disse: "Não sei, vou ver o diário."
  140. O diário?
    Um estudante do MIT tem um diário?

  141. Esperei e ele voltou.
  142. Ele tinha a data e a hora exata,
  143. e disse: "Isso aconteceu
    mesmo antes de ele ter uma convulsão."
  144. Na altura eu não sabia
    nada sobre epilepsia,

  145. e fiz uma série de pesquisas.
  146. Apercebi-me que o pai de um
    dos estudantes era neurocirurgião
  147. no Hospital Infantil de Boston,
  148. ganhei coragem e liguei
    ao doutor Joe Madsen.
  149. "Olá, doutor Madsen, sou Rosalind Picard.

  150. "É possível alguém ter
  151. "um aumento de atividade
    no sistema nervoso simpático,"
  152. - que é o que leva à condutância da pele -
  153. "vinte minutos antes de
    ter uma convulsão?"
  154. Ele responde:
    "Provavelmente não."
  155. E diz: "É interessante.
  156. "Há pessoas que se arrepiam
    apenas num dos braços
  157. "vinte minutos antes
    de terem uma convulsão."
  158. E eu digo: "Num dos braços?"
  159. Não lhe quis dizer isso antes
  160. porque achava que era
    demasiado ridículo.
  161. Ele explicou como isso
    podia acontecer no cérebro,

  162. ficou interessado
    e mostrámos-lhe os dados.
  163. Criámos mais uns dispositivos,
    com certificado de segurança.
  164. Inscreveram-se 90 famílias num estudo,
  165. todas com crianças que
    iriam ser monitorizadas 24 horas por dia
  166. com EEG de padrão ouro na cabeça
  167. para ler a atividade cerebral,
  168. um vídeo para observar o comportamento,
  169. eletrocardiogramas - ECG,
    e ainda EDA, atividade eletrodérmica,
  170. para ver se existia algo nessa área
  171. que pudéssemos analisar,
    relacionado com convulsões.
  172. Observámos, em todos os casos,
    no primeiro grupo de convulsões,

  173. uma enorme quantidade de respostas
    na condutância de pele.
  174. O azul no meio, o sono do menino,
  175. normalmente é o maior pico do dia.
  176. Estas três convulsões aqui
    destacam-se na "floresta"
  177. como árvores gigantes.
  178. Além disso, quando juntamos
    a condutância da pele
  179. ao movimento do pulso
  180. recebem-se muitos dados
    e aprendizagem automática e IA,
  181. pode-se construir uma IA automatizada
    que deteta estes padrões
  182. de maneira mais eficaz
    do que um detetor de movimento.
  183. Por isso, percebemos que
    precisávamos de aprofundar isto.
  184. Com o trabalho de doutoramento
    de Ming-Zher Poh
  185. e depois com melhorias da Empatica,
  186. este projeto melhorou e a despistagem
    de convulsões é mais exata.
  187. Ainda aprendemos outras coisas
    sobre SUDEP durante o estudo.

  188. Uma das coisas que aprendemos
    é que o SUDEP,
  189. apesar de ser raro depois
    de uma convulsão tónico-clónica,
  190. é mais provável acontecer
    depois de uma convulsão destas.
  191. Quando acontece, não é durante a convulsão
  192. nem imediatamente a seguir à mesma,
  193. mas na fase imediatamente a seguir,
  194. quando a pessoa parece estar
    muito quieta e sossegada,
  195. pode entrar noutra fase,
    na qual deixa de respirar,
  196. e depois de deixar de respirar,
    o coração para.
  197. Portanto, há algum tempo
    para alguém acudir.
  198. Aprendemos também que há no cérebro
    uma região chamada amígdala,
  199. que tínhamos estado a estudar
    na investigação das emoções.
  200. Temos duas amígdalas.
  201. Se for estimulada a da direita,
  202. há uma grande resposta
    na condutância da pele.
  203. Ora, temos de marcar logo
    uma craniotomia para fazer isto,
  204. algo que não fazemos
    propriamente de boa vontade,
  205. mas causa uma grande resposta
    na condutância da pele.
  206. Se estimularmos a da esquerda,
    há uma resposta na palma da mão.
  207. Além disso, quando a amígdala
    é estimulada,
  208. enquanto estamos sentados
    a trabalhar, por exemplo,
  209. não mostramos sinais de desconforto,
  210. mas deixamos de respirar
  211. e só voltamos a respirar
    se alguém nos estimular.
  212. "Ei, Roz, estás aí?"
  213. Abrimos a boca para falar.
  214. Conforme respiramos para falar,
  215. começamos a respirar de novo.
  216. Tínhamos começado
    a trabalhar no "stress",

  217. e tínhamos construído
    uma série de sensores
  218. que estavam a recolher dados
    com boa qualidade.
  219. Podíamos sair do laboratório
    e levar isto para fora,
  220. encontrámos acidentalmente
    muitas respostas com a convulsão,
  221. uma atividade neurológica
    que estava a causar uma resposta
  222. maior que os fatores
    de "sress" tradicionais;
  223. muitas parcerias com hospitais,
  224. uma unidade de monitorização de epilepsia,
  225. no Hospital Infantil
    de Boston e de Brigham,
  226. juntamente com
    aprendizagem automática e IA
  227. para recolher ainda mais dados
  228. para tentar compreender
    estes acontecimentos
  229. e para tentar evitar o SUDEP.
  230. É agora comercializado pela Empatica,

  231. uma empresa "start-up"
    da qual sou cofundadora,
  232. cuja equipa fez um trabalho incrível
    para melhorar a tecnologia
  233. de modo a criar um elegante sensor
  234. que não só diz as horas e os passos,
    o sono e todas essas coisas,
  235. mas é também uma máquina
    de aprendizagem em tempo real
  236. que deteta convulsões
    tónico-clónicas generalizadas
  237. e envia uma mensagem de alerta
  238. no caso de convulsões
    e perda de consciência.
  239. Acabou de ser aprovado pela FDA
  240. como o primeiro relógio inteligente
    com certificação em neurologia.
  241. (Aplausos)

  242. O próximo "slide" fez aumentar
    a minha condutância da pele.

  243. Uma manhã, estou a ver o meu "email",
  244. e vejo a história de uma mãe
  245. que disse que estava a tomar banho,
  246. e tinha o telefone
    na bancada, perto dela,
  247. e disse que a filha podia precisar de ajuda.
  248. Sai do banho e vai a correr
    ao quarto da filha,
  249. que está na cama, de barriga para baixo,
    azulada e sem respirar.
  250. Ela vira-a - estimulação humana -
  251. e a filha respira, e volta a respirar,
  252. volta a ganhar cor e fica bem.
  253. Acho que eu é que fiquei pálida
    a ler este "email".

  254. O que eu disse logo foi:
    "Não é perfeito.
  255. "O Bluetooth ou a bateria
    podem não funcionar.
  256. "Estas coisas podem correr mal.
    Não se fiem nisto."
  257. Ela disse: "Não faz mal.
    Nenhuma tecnologia é perfeita.
  258. "Ninguém pode estar sempre presente.
  259. "Mas este dispositivo,
    juntamente com IA,
  260. "permitiu-me chegar lá a tempo
    de salvar a vida da minha filha."
  261. Tenho estado a falar só em crianças,

  262. mas o SUDEP culmina em pessoas
    na casa dos 20, 30 e 40 anos.
  263. A próxima coisa que vou dizer
  264. provavelmente irá deixar
    muita gente desconfortável,
  265. mas é menos desconfortável
    do que ficaremos
  266. se esta lista incluísse pessoas
    que vocês conhecem
  267. Isto poderia acontecer
    a alguém que conhecem?
  268. A razão por que faço esta
    pergunta desconfortável
  269. é porque uma em cada 26 pessoas
    irá ter epilepsia a certa altura,
  270. e pelo que tenho percebido,
  271. pessoas com epilepsia muitas vezes
    não dizem a amigos nem vizinhos
  272. que têm epilepsia.
  273. Por isso, se estão dispostos
    a deixá-las usar uma IA ou o que for
  274. para vos chamarem num possível
    momento de necessidade,
  275. se lhes disserem que estão dispostos,
  276. podem fazer a diferença na vida delas.
  277. Para quê trabalhar arduamente
    para construir IAs?

  278. Dou-vos algumas razões:
  279. Uma delas é Natasha,
    a menina que sobreviveu.
  280. A família dela queria que
    soubessem o seu nome.
  281. Outra razão é a família dela
  282. e as pessoas maravilhosas
  283. que querem apoiar as pessoas
    que têm certas doenças
  284. que não se sentem à vontade
    para contar às outras pessoas.
  285. A outra razão são todos vocês,
  286. pois temos a oportunidade
    de modelar o futuro da IA.
  287. Podemos realmente mudá-lo,
  288. porque somos nós
    que o estamos a construir.
  289. Por isso, vamos construir IA

  290. que melhore a vida de todos.
  291. Obrigada.

  292. (Aplausos)