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Desvendar o cérebro humano com o poder da inteligência artificial
“A nuvem foi uma revolução para a saúde e a neurociência, com muitos serviços excelentes para lidar com dados de pacientes, prontuários e processamento de imagens.”
Há poucos mistérios no mundo maiores do que o funcionamento do cérebro humano.
Para os neurocirurgiões, o cérebro apresenta um emaranhado delicado de tecido físico e impulsos elétricos, que é difícil de entender e ainda mais difícil de corrigir quando algo dá errado.
Agora, porém, uma startup australiana está usando a nuvem para ajudar neurocirurgiões a examinar os órgãos mais complexos do corpo humano usando uma tecnologia inovadora de mapeamento cerebral.
A Omniscient Neurotechnology é uma criação dos respeitados neurocientistas e neurocirurgiões Dr. Stephane Doyen e Dr. Michael Sughrue.
Ao longo da carreira, eles muitas vezes enfrentaram o desafio de tratamentos limitados para condições comuns, como AVC e problemas de saúde mental, e estavam determinados a encontrar novas maneiras de lidar com essas e outras doenças em nível neurológico.
“O cérebro é um computador elétrico complexo, e as imagens atuais perdem as informações elétricas”, diz Dr. Doyen. “O cirurgião corre um grande risco de cortar algo que não pretendia cortar.”
Dr. Doyen diz ser fascinado pela forma como o cérebro processa informações. Então, há 20 anos, ele começou a pesquisar abordagens baseadas em dados para análise cerebral. No entanto, descobriu que a tecnologia de processamento de dados da época não estava à altura da enorme complexidade do cérebro humano.
O desejo de superar esse desafio o levou a explorar o campo emergente da inteligência artificial (IA) como uma possível solução para esse desafio de processamento de dados.
“Eu trabalhava muito com IA, era bem pago e gostava, mas meu amor pela neurociência estava em segundo plano”, afirma Dr. Doyen.
Em 2018, ele entrou em contato com o Dr. Sughrue, que compartilhou sua frustração.
Os dois logo aliaram suas experiências e começaram a trabalhar em conectômica, uma abordagem baseada em dados para desenvolver e analisar um mapa gerado por computador das conexões funcionais e estruturais do cérebro.
Usando o poder de computação da Amazon Web Services (AWS), eles desenvolveram um método para converter dados de exames cerebrais de ressonância magnética em um mapa tridimensional (3D) da atividade elétrica do cérebro humano.
O resultado é a ferramenta de planejamento cirúrgico Quicktome, que fornece aos neurocirurgiões um mapa detalhado da atividade cerebral, conhecido como conectoma, que é exclusivo de cada paciente.
Assim, os cirurgiões podem planejar melhor os tratamentos, sobretudo os que envolvem intervenção cirúrgica, de modo a não prejudicar as funções cerebrais saudáveis.
Dr. Doyen explica como o Quicktome funciona ao tratar um paciente com tumor cerebral.
“Ajudamos os cirurgiões a saber o que estão fazendo para que possam tomar melhores decisões”, afirma Dr. Doyen. “O paciente recebe uma ressonância magnética,e nós pegamos a imagem do cérebro e a enviamos à nuvem, onde criamos um mapa detalhado. Examinamos o tumor e o que pode ser feito e usamos o mapa cerebral para planejar a cirurgia, destacando as principais estruturas do cérebro e a abordagem que o médico pode adotar.”
Doyen e Sughrue criaram uma empresa que agora emprega mais de 150 pessoas em todo o mundo e está trabalhando com algumas das principais clínicas e neurocirurgiões mundiais, como o Westchester Medical Center de Nova York.
Ao fazer isso, a Omniscient Neurotechnology está abrindo caminho para novos tratamentos de uma ampla variedade de doenças e distúrbios cerebrais, inclusive relacionados à saúde mental. Isso se deve em parte ao princípio da plasticidade cerebral, que se refere à capacidade do cérebro de alterar sua configuração por causa de influências externas.
“A saúde mental é um grande problema, e um quinto das pessoas por ano terá algum distúrbio mental”, diz Dr. Doyen. “Usando o Quicktome, podemos ver problemas de saúde mental, diagnosticá-los e também acompanhar como os tratamentos estão funcionando. Podemos usá-lo até para reconfigurar o cérebro e melhorar seu estado. Essa habilidade é extremamente útil, e há histórias de pessoas que melhoram sem tomar um comprimido ao reconfigurar o cérebro.”
Segundo Dr. Doyen, o relacionamento com a AWS tem sido importante tanto para fornecer o poder de computação que a tecnologia de mapeamento cerebral da Omniscient Neurotechnology precisa como para ajudar no desenvolvimento de algoritmos complexos necessários para processar quantidades de dados tão vastas.
“A nuvem tem sido revolucionária para a saúde e a neurociência, oferecendo muitos serviços excelentes para lidar com dados de pacientes, prontuários e processamento de imagens”, afirma Dr. Doyen. “Muitos projetos como esses não chegam ao consultório médico, por causa de todos os desafios que precisam ser solucionados e documentados, mas fizemos isso com êxito.”
Serviços da AWS usados
Amazon EC2
O Amazon Elastic Compute Cloud (Amazon EC2) é um serviço Web que fornece capacidade computacional redimensionável na nuvem, criado para facilitar a computação em nuvem em escala Web para os desenvolvedores.
Amazon EBS
O Amazon Elastic Block Store (Amazon EBS) é um serviço de armazenamento em blocos fácil de usar, escalável e de alta performance projetado para o Amazon Elastic Compute Cloud (Amazon EC2).
Amazon VPC
A Amazon Virtual Private Cloud (Amazon VPC) oferece controle total sobre seu ambiente de redes virtual, incluindo posicionamento de recursos, conectividade e segurança. Comece configurando sua VPC no console do serviço da AWS.
Amazon Aurora
O Amazon Aurora oferece segurança integrada, backups contínuos, computação sem servidor, até 15 réplicas de leitura, replicação multirregional automatizada e integrações com outros serviços da AWS.
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