Portugal - Estudo indica que técnicas de Machine Learning permitem a diminuição de falsas previsões de crises de epilepsia

Um estudo liderado pelo Departamento de Engenharia Informática (DEI) da Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra (FCTUC) indica que abordagens de Transfer Learning (TL) levam a uma diminuição do número de falsas previsões, mantendo a capacidade de previsão em modelos de Machine Learning (ML).

Esta investigação, desenvolvida no âmbito do projeto “RECoD-Towards Realistic Epileptic Seizure Prediction: dealing with long-term concept drifts and data-labeling uncertainty”, está publicada na revista “Scientific Reports”.

O TL é uma técnica de ML em que um modelo pré-treinado numa tarefa é ajustado para uma nova tarefa relacionada. Treinar um novo modelo de ML é um processo demorado e intenso que requer uma grande quantidade de dados, elevado custo computacional e várias iterações antes de estar pronto para produção. Em vez disso, usa-se o TL para treinar novamente os modelos existentes em tarefas relacionadas e com novos dados.

«Este artigo apresenta uma abordagem de TL para desenvolver modelos personalizados de previsão de crises epiléticas (desenvolvidos para cada paciente) com base em Deep Neural Networks (DNN). Este modelo foi desenvolvido com base em 40 pacientes da base de dados EPILEPSIAE. Consequentemente, o modelo foi usado para otimizar preditores para novos doentes», começa por explicar César Teixeira, docente do DEI e investigador do Centro de Informática e Sistemas da Universidade de Coimbra (CISUC).

Os resultados, prossegue o autor do artigo e líder do projeto, «mostraram que o desenvolvimento por TL permite obter cerca de quatro vezes menos falsos alarmes, mantendo a mesma capacidade de prever crises do que quando os modelos são treinados do zero. Assim, foi possível concluir que as limitações induzidas pelo baixo número de crises podem ser superadas através da utilização destas técnicas», acredita.

De acordo com o docente da FCTUC, o projeto RECoD, para além do modelo de TL desenvolvido, contribuiu também para o desenvolvimento de abordagens não-supervisionadas para a deteção do estado pré-crise e para a interpretação e explicação de preditores de crises epiléticas.

O consórcio deste projeto envolveu a FCTUC, a Universitätsklinikum Freiburg (UKFR) e o Centro Hospitalar e Universitário de Coimbra (CHUC). Universidade de Coimbra - Portugal

Portugal - Estudo revela que fármaco usado no tratamento da epilepsia pode ser terapia promissora para a Doença de Machado-Joseph

Um estudo desenvolvido no Centro de Neurociências e Biologia Celular da Universidade de Coimbra (CNC-UC) revela que a carbamazepina, um fármaco usado no tratamento da epilepsia, pode ser uma terapia promissora para a doença de Machado-Joseph.

Coordenado por Luís Pereira de Almeida, docente da Faculdade de Farmácia da Universidade de Coimbra (FFUC) e investigador principal do CNC-UC, e por Ana Ferreira, do CNC-UC, este trabalho já se encontra publicado na revista científica Neuropathology and Applied Neurobiology.

A doença de Machado-Joseph, também conhecida como ataxia espinocerebelosa do tipo 3, é uma doença neurodegenerativa hereditária sem cura, causada por uma alteração num gene. Essa alteração origina uma forma mutada da proteína ataxina-3 que tende a acumular em forma de agregados no cérebro, conduzindo também a disfunção e morte neuronal. A doença provoca problemas na marcha, no equilíbrio, na fala, na deglutição, nos movimentos oculares e ainda no sono.

A carbamazepina é um fármaco aprovado para outras indicações patológicas, incluindo a epilepsia, e, por isso, pode ser rapidamente reutilizado para tratar outras doenças, o que acaba por ser vantajoso. Com o objetivo de encontrar novas terapias farmacológicas para tratar a doença de Machado-Joseph, os investigadores testaram o potencial deste medicamento como promotor da autofagia (mecanismo de eliminação de proteínas anormais), através de modelos in vitro e in vivo da doença.

A equipa decidiu testar este fármaco depois de ter percebido, «numa investigação anterior, que a via da autofagia está desregulada na doença de Machado-Joseph, o que significa que a proteína mutante não é eliminada eficazmente. Por outro lado, observámos que a estimulação da autofagia, por uma estratégia de terapia génica, promoveu neuroproteção em modelos da doença», explica Ana Ferreira, a primeira autora do artigo científico.

Nas experiências realizadas com ratinhos, «após a administração da carbamazepina, num regime de tratamento específico, percebemos que o fármaco foi capaz de aumentar a autofagia e promover a degradação da proteína mutante. Além disso, o tratamento reduziu os défices motores e a neuropatologia nos modelos animais de doença», destaca a investigadora do CNC.

Além de Luís Pereira de Almeida e Ana Ferreira, participaram no estudo Sara Carmo-Silva, José Miguel Codêsso, Patrick Silva e Clévio Nóbrega, também investigadores do CNC, e Alberto Martinez e Marcondes França Jr., do Departamento de Neurologia da Faculdade de Ciências Médicas da Universidade Estadual de Campinas (Brasil).

Ao demonstrar que o fármaco carbamazepina pode ser útil para tratar a doença de Machado-Joseph, e possivelmente outras doenças semelhantes, este estudo representa «um passo em frente na procura por um tratamento eficaz para esta doença neurodegenerativa, apesar de estar longe de ser uma cura», concluem os autores do estudo. Universidade de Coimbra - Portugal