Rosalind Picard ist Professorin für Medienkunst und -wissenschaften am Massachusetts Institute of Technology und Mitbegründerin der Startups Affectiva und Empatica. Auf dem dritten jährlichen Brain Health and Performance Summit, der vom Neurowissenschaftlichen Forschungsinstitut der Woxner Medical Center der Ohio State University und dem Stanley D. und Joan H. Ross Center für Gehirngesundheit und Leistung vorgestellt wurde, sprach Dr. Picard darüber, wie tragbare Tracking-Geräte in ihr entwickelt wurden Labor führte zu einem lebensrettenden Produkt für Menschen mit Epilepsie.
Als Picard, der Gründer und Leiter der Affective Computing Research Group am MIT Media Lab, einem ihrer Schüler zwei Handgelenk-Wearables, die sie im Labor entwickelt hatten, aushändigte, hatte sie keine Ahnung, dass das zu einer lebensrettenden Entdeckung führen würde.
Der Student wollte die Geräte verwenden, die Veränderungen der Elektrizität auf der Haut messen, um die emotionalen Reaktionen in seinem Bruder, der an Autismus leidet, zu verfolgen. In ihrem Labor entdeckte Picard innerhalb weniger Minuten einen erstaunlichen Sprung in der elektrischen Aktivität des Jungen. Sie erfuhr später, dass die Spikes aufgetreten waren, während der Träger einen Anfall hatte. Picard erkannte, dass die Hautleitfähigkeit, die aus elektrischen Signalen resultiert, die das Gehirn an die Haut sendet, während der Episode dramatisch ansteigt – aber dass die Spitze nur auf einer Seite des Körpers des Trägers auftrat.
“In unserer ersten kontrollierten Studie hatten 100 Prozent der Grand-mal-Anfälle eine signifikant hohe Hautleitwert-Reaktion”, erklärte Picard. “Seitdem haben wir mit viel mehr Studien gelernt, dass es nicht immer in 100% der Fälle ist. Aber die Leitfähigkeit ist im Allgemeinen größer, wenn es nach der Anfälle mehr Hirnsuppression gibt. ”
Das hat große Auswirkungen auf Epilepsiepatienten. Entscheidend war, dass Picard und ihr Team zeigten, dass die Kombination der Hautleitfähigkeit mit der Bewegung, die beide vom Handgelenk aus wahrgenommen werden, einen Anfallsdetektor geben könnte, der empfindlicher und spezifischer ist als die auf dem Markt erhältlichen “Erschütterungsdetektoren”.
“Die größte Hautleitfähigkeit, die wir je gesehen haben, war eine Folge des plötzlichen unerwarteten Todes bei Epilepsie (SUDEP)”, bemerkte Picard. Bedauerlicherweise ist wenig über SUDEP bekannt, eine fatale Erkrankung, bei der das Gehirn nach einem Anfall im Wesentlichen nicht neu startet – “Der Anfall endet und nach einiger Zeit hört die Person auf zu atmen und das Gehirn schaltet sich aus”, erklärte Picard. Wissenschaftler haben noch nicht herausgefunden, wie oder warum dies geschieht. Und sein Tribut ist enorm. Die konservativen Schätzungen von Picard deuten darauf hin, dass SUDEP nach den verlorenen Lebenserwartungen seiner Opfer den zweithäufigsten Schlaganfall hinter sich hat. Und es gibt Beweise, dass die tatsächliche Rate schlechter ist, mit den meisten Studien, die SUDEP auf # 1 setzen. Laut Picard kommt es weltweit alle sieben bis neun Minuten zu einem SUDEP-bedingten Todesfall.
Wearables haben gezeigt, dass bei einem typischen Anfall die Hautelektrizität nachlässt, wenn das Gehirn in seinen Zustand vor Anfall zurückkehrt. “Die Abflachung löst sich normalerweise auf und die Gehirnwellen normalisieren sich”, sagte Picard. “Die Dauer der kortikalen Abflachung, bevor das Gehirn sich selbst fixiert, hängt mit der Größe der Schweißreaktion am Handgelenk zusammen.”
Nachdem sie ihrer Studentin diese beiden Wearables Monate zuvor geliehen hatten, wurden Picard und ihr Team zu weiteren Forschungen und Tests inspiriert. Aus dieser Forschung hat Picard Empatica mitgegründet, was auf Italienisch “Empathisch” bedeutet, was dieses für den Verbrauchergebrauch kommerzialisiert.
Empatias erstes Produkt, das Armband “Embrace”, war die erste Smart Watch, die von der FDA für den Einsatz in der Neurologie zugelassen wurde. The Embrace verwendet KI und maschinelles Lernen, um konvulsive Anfälle kontinuierlich zu verfolgen und zu erkennen, und alarmiert die Pflegeperson / en des Patienten, wenn eine Anfallsepisode auftritt, so dass sie früher reagieren und Vorfälle von SUDEP verhindern können.
Wearables, die elektrische Ströme auf der Haut aufzeichnen, können mehr als nur anzeigen, dass ein Anfall auftritt. Es gibt einige Hinweise, dass das Gerät von Empatica möglicherweise dazu verwendet werden könnte, das Auftreten mancher Arten von Anfällen zu erkennen, obwohl die Forschung in diesem Bereich noch nicht abgeschlossen ist. Die Daten deuten darauf hin, dass das Gerät auch in der Lage sein kann zu verhindern, dass ein Anfall aufgrund einer früheren Erkennung schwerwiegender wird, wodurch die Reaktionszeit von einem Anfall minimiert wird.
Picard erklärte, dass Wearables, die die Hautleitfähigkeit messen, eine Reihe anderer Anwendungen haben könnten. Elektrodermale Aktivitätsmuster sind Teil der AI-Methoden, die ihr Team am MIT entwickelt hat, um den Stress, die Stimmung und die Gesundheit einer Person zu prognostizieren. Wenn jemand Stress verspürt, könnte er am nächsten Tag eher depressive Gefühle haben – und die Zunahme des Stresses würde zu Veränderungen der Hautleitfähigkeit führen, die ein Wearable erkennen könnte. Daten von Wearables können “in maschinelle Lernsysteme heruntergeladen werden, um das emotionale” Wetter “am nächsten Tag genau vorhersagen zu können”, sagte Picard.
Empatica stellt auch ein weiteres Gerät her, das Armband E4, das von zahlreichen Forschern auf der ganzen Welt in Studien über Stress, Schlaf, Migräne, Depressionen und viele andere Bedingungen eingesetzt wird.
Picard erklärte, dass Wearables die Forscher daran erinnern, wie wenig Wissenschafter wirklich über das Gehirn Bescheid wissen und gleichzeitig wichtige Hinweise für zukünftige lebensrettende Forschung liefern. »Lassen Sie diese Geheimnisse nicht auf der Seite«, sagte Picard und blickte auf die ersten rätselhaften Ergebnisse ihres ersten zufälligen Experiments mit Tracking-Anfällen mit Wearables zurück. »Geh ihnen nach. Du kannst Menschen helfen. ”
