Mozek je pro nás pořád záhada

Jde ze snímků mozku vyčíst, zda se u člověka rozvine deprese nebo ho postihne mrtvice? A můžeme se diagnostikovat doma na gauči pomocí mobilního telefonu? Na tyto a další otázky se už mnoho let ptá Aamir Malik, který se z Pákistánu postupně dostal až na brněnskou techniku. Na Fakultě informačních technologií vytváří algoritmy, které pomáhají zpracovávat obrazy našeho nejdůležitějšího orgánu, jemuž zatím ale vědci úplně nerozumí.

"Strukturu mozku máme poměrně dobře zmapovanou, protože už před staletími byli lidé mozkem fascinováni a zkoumali jej. Jednoduše mrtvým otevřeli lebku, mozek si prohlíželi a hádali, k čemu která část slouží," uvádí krátkým exkurzem do historie Aamir Malik vědeckou oblast, které zasvětil svůj život. On se ale nezaměřuje na viditelné záhyby mozkové kůry, zkoumá, jak si mozek předává signály a komunikuje napříč svými centry. Data získává například z magnetické rezonance a dále je zpracovává.

Co v nich dokáže najít? "Hledám různé abnormality, známky toho, že se u člověka může rozvinout například úzkostná porucha nebo deprese," vyjmenovává výzkumník. Deprese totiž není jen stav mysli v pondělí ráno, kdy se nám nechce do práce. Jde o nemoc, kterou by mohl algoritmus včas odhalit. "Lékaři se ptají pacientů, jak se cítí, co jí, jak se u nich mění nálada? To je ale velmi subjektivní a velmi to záleží na zkušenosti lékaře a schopnostech pacienta mluvit o svém stavu."

Z Pákistánu do Brna přes Austrálii

O biomedicínské inženýrství a zobrazovací metody v lékařství se začal Aamir Malik zajímat poté, co po studiu v rodném Islámábádu odjel do Jižní Koreje na Gwangju Institute of Science and Technology. Odtud vedla jeho cesta do Malajsie, kde nejprve působil v laboratoři zobrazování, následně byl u její přeměny na výzkumné centrum a o několik let později se stal jeho ředitelem a vedl 130 výzkumníků. Pak zamířil mimo jiné do Austrálie.

"Hledal jsem další příležitost a našel jsem výzvu z VUT. Chtěli člověka, který přinese na fakultu něco nového, tak jsem se přihlásil," vzpomíná Malik. Zástupci fakulty ho požádali, aby přijel a udělal v Brně přednášku. Jenže se psal červenec 2020 a v Austrálii tehdy platila striktní omezení cestování kvůli covidu. Vše se tedy nakonec uskutečnilo online, VUT projevilo zájem a v říjnu 2021 dorazil pakistánský vědec do Brna.

Léky na depresi, pokus číslo tři

Ve svém výzkumu srovnává snímky mozku zdravých pacientů a těch, kteří jsou diagnostikovaní například s depresí. Vytváří algoritmus, který by tuto práci dělal za něj a na nemoc třeba i v počátečních stadiích by upozornil. Kromě nákladného skenování v magnetické rezonanci by mohl program vycházet například z výsledků vyšetření elektroencefalografem, který mívá v ordinaci i praktický lékař.

Dalším krokem by bylo srovnávání snímků u pacientů s depresí, kteří podstupují léčbu: "Pokud vám lékař diagnostikuje depresi, co udělá dál? Předepíše vám některé z řady antidepresiv. Řekne vám, že je máte brát třeba čtyři šest týdnů a potom přijít na kontrolu." Pokud příznaky vymizí nebo se zmírní, výběr léků byl správný. Pokud ne, lékař předepíše jiný druh a vše začíná znovu. "Díky srovnávání snímků mozku můžeme s určitou pravděpodobností říct, jestli bude na daného člověka fungovat konkrétní typ antidepresiv. Chceme tím omezit tenhle přístup vyzkoušíme a uvidíme' a vnést do problematiky víc měřitelných ukazatelů," doufá Aamir Malik.

Možnosti použití jsou podle výzkumníka z FIT VUT téměř neomezené. Věnuje se zkoumání demence, ale také včasnému odhalení mrtvice. Často se prý stává, že když člověka mozková příhoda postihne, v nemocnici ho sledují, pošlou domů a třeba druhý den se objeví druhá, která může být ale fatální. Moderní technologie by mohly předvídat, zda u daného pacienta takový scénář hrozí.

Se stresem k lékaři nikdo nechodí

Rozumný životní styl, vyvážená strava, relaxace, přiměřený pohyb - to vše by mělo patřit do rovnice, ve které je také práce, rodina a za rovnítkem zdravý člověk. Často tomu tak ale není a do našeho života se vkrádá stres, někdy ho dokonce úplně ovládne. Kdo z nás ale bere stres jako život ohrožující?

A přitom bychom stres podceňovat neměli, upozorňuje Aamir Malik: "Může vést k rozvoji depresí, úzkostí, ale také ke kardiovaskulárním problémům." Jak si ale říct, že už je stresu moc? S tím by mohla pomoci samodiagnostika, tedy vyšetření doma samotným uživatelem. Že je to utopie? Už dnes si lidé sledují tepovou frekvenci na hodinkách a za covidu měl skoro každý doma měřič kyslíku v krvi, který se nasazoval na prst.

Pro začátek by podle Malika stačil mobilní telefon. "Pořídí fotografie obličeje, nahrají audio a zaznamenají psaní rukou. Z tváře vyčteme velkou škálu emocí a stejně tak z hlasu, z psaní můžeme zjistit třeba tlak a napětí, a to všechno nám složí obrázek, zda je člověk ve stresu." Pokud by aplikace zaznamenala silný stres, samozřejmě by doporučila návštěvu lékaře.

Oklikou se výzkumník z Pakistánu vrací od stresu zpět ke svým začátkům na VUT, ve skutečnosti se ale od tématu příliš neodchýlíme. "Když jsem přišel do Brna, byl jsem opravdu překvapený, jací jsou studenti v Česku dříči. Studují do noci, to opravdu třeba v jižní Evropě tolik nevidíte, a to mám srovnání. Taky potkávám na fakultě kolegy, kteří tu sedí v sobotu a někteří i v neděli. Myslím si, že trochu takového jižanského nebo australského přístupu by nikomu neuškodilo," zakončuje s úsměvem.

(Události na VUT 03/2022-2023)