Dortmund: Können Maschinen Alzheimer erkennen?

14.10.2022

Die Diagnose Alzheimer erfolgt oftmals erst, wenn bereits ernsthafte Probleme mit dem Gedächtnis und Denkvermögen auftreten. Um früher mit möglichen Therapien beginnen zu können, setzt Louise Bloch, Doktorandin an der Fachhochschule Dortmund, auf Machine Learning. Die Informatikerin will ihre Software so trainieren, dass Alzheimer z. B. anhand von Gehirnscans schon in sehr frühem Stadium diagnostiziert werden kann.

Über 2.000 Proband:innen als Datengrundlage

„Computer oder genauer gesagt überwachte maschinelle Lernverfahren sind sehr gut darin, komplexe Muster zu erkennen“, sagt Louise Bloch. Darum könne der Einsatz von Technik bei einer heterogenen Krankheit wie Alzheimer, die von vielen verschiedenen Faktoren beeinflusst werde, einen großen Nutzen haben. An der FH Dortmund füttert die Doktorandin ihr Programm mit den Daten von insgesamt mehr als 2.000 Proband:innen. Die Maschine soll in der Vielzahl der Gehirnscans von Gesunden Personen und aus unterschiedlich Stadien der Erkrankung Muster erkennen.

Komplexe Modelle für eine Komplexe Erkrankung

Das von Louise Bloch entwickelte Daten-Modell erlernt derzeit mehrere 100.000 Parameter. Damit sollen Zusammenhänge zwischen MRT-Aufnahmen, weiteren klinischen Daten und den Krankheitsstadien erkannt werden. So entsteht ein neuronales Netz, das große Datenmengen auswerten kann. „Wenn dieses trainierte Verfahren dann Daten von Patient:innen mit unbekannter Diagnose erhält, lassen sich die Muster vergleichen und eine Diagnose erstellen“, sagt die Informatikerin. Auch ein mögliches Alzheimer-Risiko lasse sich dann prognostizieren, ist Louise Bloch überzeugt.

Alzheimer-Forschung in Kooperation mit der Universität Duisburg-Essen

„Die Diagnose oder auch eine potenzielle Alzheimer-Gefahr müsse aber letztlich durch Ärzt:innen bestätigt werden“, betont die Wissenschaftlerin. Teil ihrer Forschung an der FH Dortmund ist darum auch, wie die Daten der Maschine so aufbereitet werden können, dass sie für Mediziner:innen transparent nachvollziehbar sind. Dabei arbeitet Louise Bloch eng mit der medizinischen Fakultät der Universität Duisburg- Essen zusammen. Wie an Fachhochschulen üblich, promoviert sie kooperativ an beiden Hochschulen. Gerade erst hat die FH-Doktorandin zwei weitere Forschungsjahre für ihr Projekt bewilligt bekommen und Ergebnisse ihrer Arbeit zusammen mit Prof. Dr. Christoph Friedrich vom Fachbereich Informatik im Fachmagazin SN Computer Science veröffentlicht.