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Demenzerkrankung aufhalten: KI erkennt Alzheimer schon Jahre vor einer Diagnose

Handelsblatt-Logo Handelsblatt 09.11.2018 Trösch, Thomas
Tausende PET-Bilder von Alzheimer-Patienten im Frühstadium nutzten die Forscher, um ihre KI zu trainieren. ( © Radiological Society of North America) Tausende PET-Bilder von Alzheimer-Patienten im Frühstadium nutzten die Forscher, um ihre KI zu trainieren. (

Je früher Alzheimer erkannt wird, desto größer sind die Chancen, die Krankheit zumindest zu verlangsamen. Ein lernfähiger Algorithmus setzt nun neue Maßstäbe.

Im Kampf gegen die Alzheimer-Erkrankung ist die Früherkennung besonders wichtig. Wird die nach wie vor unheilbare Demenzkrankheit frühzeitig erkannt, lässt sich ihr Verlauf mit Medikamenten zumindest verlangsamen.

„Wenn wir Alzheimer erst beim Auftreten deutlicher Symptome diagnostizieren, ist der Verlust an Hirnvolumen schon so groß, dass es für ein wirksames Eingreifen meist zu spät ist“, erläutert Jae Ho Sohn.

Gemeinsam mit seinem Team der University of California in San Francisco hat der Mediziner ein neues Werkzeug zur Früherkennung von Alzheimer entwickelt: ein lernfähiger Algorithmus, der die Demenzerkrankung schon Jahre vor einer Diagnose durch den Arzt zuverlässig vorhersagen kann.

Die Forscher konzentrierten sich für ihre Entwicklung auf subtile Stoffwechselveränderungen im Gehirn, die von der beginnenden Erkrankung verursacht werden. Solche Veränderungen lassen sich mit einem bildgebenden Verfahren, der sogenannten Positronen-Emissions-Tomografie (PET), sichtbar machen.

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Allerdings sind die Spuren im Frühstadium der Krankheit so schwach, dass sie auch für erfahrene Mediziner kaum erkennbar sind. „Für Menschen ist es einfacher, spezifische Biomarker einer Krankheit aufzuspüren“, erklärt Sohn. „Stoffwechsel-Veränderungen sind aber wesentlich subtilere Prozesse.“

Die Forscher trainierten ihre künstliche Intelligenz anhand von Daten der Alzheimer's Disease Neuroimaging Initiative (ADNI). Diese Datensammlung enthält unter anderem tausende PET-Bilder von Alzheimer-Patienten in sehr frühen Stadien der Krankheit. 90 Prozent dieser Aufnahmen nutzten die Forscher zum Training des Algorithmus, die restlichen 10 Prozent zur Erfolgskontrolle.

Für den abschließenden Test musste die KI schließlich 40 Aufnahmen analysieren, die ihr bis dahin noch nicht vorgelegt worden waren. Das Ergebnis beschreibt Sohn so: „Der Algorithmus war in der Lage, jeden Fall zuverlässig zu erkennen, bei dem es später zum Ausbruch der Alzheimer-Krankheit kam.“

Neben der Trefferquote von 100 Prozent beeindruckte die Mediziner vor allem auch die sehr frühzeitige Identifizierung der Krankheitsfälle. Im Schnitt erkannte das System die Symptome mehr als sechs Jahre vor der tatsächlichen Diagnose der Erkrankung. „Wir waren hocherfreut über dieses Ergebnis“, so Sohn. Der Mediziner weiß allerdings auch, dass die Testreihe noch vergleichsweise klein war und weitere Tests das Ergebnis bestätigen müssen.

Trotzdem sieht er in seinem Algorithmus das Potenzial für ein wichtiges Werkzeug in der Alzheimer-Behandlung: „Wenn es uns gelingt, die Krankheit frühzeitiger zu erkennen, gibt das Forschern die Möglichkeit, bessere Wege zu finden, um den Krankheitsverlauf zu verlangsamen oder gar ganz aufzuhalten.“

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