La inteligencia artificial se pone a prueba con la salud de poblaciones del Sur Global

En gran parte, depende todo de la imagen. De su calidad. De c¨®mo se tome y, por tanto, de qui¨¦n la tome con su tel¨¦fono. Basta con una fotograf¨ªa y sabremos si es ¨²lcera de Buruli, leishmaniasis o lepra, por ejemplo.

Se trata de una aplicaci¨®n de m¨®vil para la detecci¨®n eficaz y temprana de enfermedades desatendidas de la piel. Integrada al tel¨¦fono, utiliza la inteligencia artificial (IA) para cribar, de entre la enorme variedad de dolencias, aquellas de m¨¢s alta incidencia en muchos pa¨ªses en desarrollo, donde afectan a m¨¢s de 1.000 millones de personas. Jos¨¦ Postigo, un m¨¦dico de Olot (Girona) que trabaja con enfermedades cut¨¢neas en el departamento para el control de las enfermedades tropicales desatendidas (ETD) de la Organizaci¨®n Mundial de la Salud, est¨¢ al frente de este proyecto y espera demostrar su eficacia en Kenia, en el transcurso de los primeros meses de 2024.

¡°Nuestra aplicaci¨®n est¨¢ dise?ada para que la puedan utilizar tanto personal cl¨ªnico como agentes comunitarios en los niveles primarios de salud¡±, explica Postigo desde Rep¨²blica Dominicana, donde asiste a un congreso de dermatolog¨ªa. ¡°Hasta ahora hemos recibido im¨¢genes de organizaciones que trabajan en varios pa¨ªses de ?frica, Am¨¦rica Latina y tambi¨¦n del archivo propio de la OMS. La AI compara y analiza im¨¢genes. Sustituye al ojo del dermat¨®logo¡±. Y si el personal que tom¨® la foto necesita m¨¢s orientaci¨®n, la aplicaci¨®n muestra un men¨² con el manejo de un grupo de 12 ETD de alta prevalencia en pa¨ªses en desarrollo.

El departamento de ETD es pionero dentro de la OMS en apostar por el uso de la IA, seg¨²n Postigo. ¡°Tenemos que ver el porcentaje de eficacia de la aplicaci¨®n. Si acierta en, aproximadamente, un 90%, nos permitir¨¢ tener resultados en un segundo. Esto supera la telemedicina y la teledermatolog¨ªa en cuanto a los tiempos de respuesta y ser¨¢ mucho m¨¢s sostenible¡±.

Este es un ejemplo de las diversas aplicaciones que usan IA y que se est¨¢n desarrollando para ayudar a la salud de poblaciones con escasos recursos. Detectar a tiempo, mucho antes y mejor, es la gran aportaci¨®n que, de momento, puede hacer la IA por la medicina. Asistimos a los momentos iniciales de su desarrollo para la salud global, pero, de momento, en lo que los investigadores coinciden es que, en realidad, todo depende del factor humano, que est¨¢ detr¨¢s de la recogida de datos y de sus posteriores an¨¢lisis. ¡°Para que nuestra aplicaci¨®n funcione, se necesita un gran n¨²mero de im¨¢genes y, de ese modo, conseguir una precisi¨®n mayor en el cribado. ¡°Para ello se necesita la participaci¨®n del personal de salud y de los agentes comunitarios de los pa¨ªses donde est¨¢n enfermedades impactan m¨¢s en la poblaci¨®n¡±, precisa Postigo.

La IA vio lo que nadie vio

La meningitis se debe a la inflamaci¨®n del tejido que recubre el cerebro y la m¨¦dula espinal. Puede ser de origen viral o bacteriana. Se trata de una enfermedad muy grave y letal para beb¨¦s si no se tratan a tiempo, sobre todo en ?frica subsahariana, donde la incidencia es del 1% y la mortalidad de los peque?os est¨¢ entre el 5% y el 20%. El diagn¨®stico habitual para la meningitis en beb¨¦s se basa en la punci¨®n lumbar. ¡°Como madre¡±, dice Paula Petrone, biof¨ªsica argentina y jefa del grupo de Ciencia de Datos Biom¨¦dicos del Instituto de Salud Global-Hospital Cl¨ªnic de Barcelona (ISGlobal), ¡°desear¨ªa que el m¨¦dico utilizara m¨¦todos menos invasivos que la punci¨®n lumbar¡±.

La pregunta, entonces, seg¨²n Petrone, es ¡°?qu¨¦ hacemos?¡±. Y ¡°?hay formas menos invasivas y costosas para diagnosticar la meningitis?¡± Y la IA tiene respuestas, seg¨²n explica desde Buenos Aires, donde ha asistido al XXI simposio sobre salud de la Fundaci¨®n Mundo Sano.

Con la asistencia de la IA que analiza im¨¢genes de ultrasonido, se detecta la meningitis de forma r¨¢pida y sencilla sin necesidad de realizar una punci¨®n lumbar

El equipo de Petrone est¨¢ colaborando con la start-up Kriba.ai, con sede en Barcelona, en la aplicaci¨®n de un dispositivo port¨¢til que es un contador de gl¨®bulos blancos basado en ultrasonidos de alta resoluci¨®n. Con la asistencia de la IA, que analiza im¨¢genes de ultrasonido, se detecta la enfermedad de forma r¨¢pida y sencilla si el conteo es elevado. Si el recuento es normal, evita el uso de m¨¦todos tan invasivos y no exentos de riesgo. Para ello, el dispositivo escanea el cerebro del beb¨¦ a trav¨¦s de la fontanela (un punto blando en el cr¨¢neo). ¡°Las im¨¢genes que toma son de muy alta resoluci¨®n y sensibilidad a la presencia celular, pero no permiten a los radi¨®logos interpretar d¨®nde est¨¢n los gl¨®bulos blancos. Sin embargo, el algoritmo puede distinguir en una imagen una meningitis donde nosotros no lo podemos hacer¡±, afirma Petrone.

El dispositivo es de f¨¢cil manejo y mantenimiento y, por lo tanto, habilita el cribado en cualquier parte de mundo, tambi¨¦n en pa¨ªses donde hay escasez de personal entrenado y de laboratorios, seg¨²n sus desarrolladores. Ahora mismo se est¨¢ validando en Marruecos y Mozambique.

Para Petrone, el potencial de la IA est¨¢ en la detecci¨®n temprana de enfermedades donde los m¨¦todos de diagn¨®stico actuales no son eficaces, o son caros, o invasivos. ¡°En nuestro grupo estamos apostando por la aplicaci¨®n de t¨¦cnicas de aprendizaje profundo (deep learning) para la identificaci¨®n o clasificaci¨®n de patrones en im¨¢genes m¨¦dicas. En este campo, es prometedor, por ejemplo, el uso de IA en esquistosomiasis, donde se busca identificar con mayor precisi¨®n huevos en muestras de heces o de orina, o la detecci¨®n de par¨¢sitos en muestras sangu¨ªneas, en enfermedades como el chagas o la malaria¡±.

La principal fuente de financiaci¨®n de estos proyectos proviene de la Fundaci¨®n Bill y Melinda Gates. Y para el proyecto de la meningitis tambi¨¦n se ha unido la Agencia Espa?ola de Cooperaci¨®n y Desarrollo Internacional (AECID), el programa EIC Accelerator y la inversi¨®n privada. El trabajo de IA del equipo de Petrone, a su vez, se financia desde el Ministerio de Ciencia e Innovaci¨®n de Espa?a a trav¨¦s del Programa Centro de Excelencia Severo Ochoa.

Uno de los aspectos m¨¢s importantes que subraya Petrone es la participaci¨®n de cient¨ªficos e investigadores de pa¨ªses donde muchas de estas enfermedades son altamente prevalentes. Su equipo trabaja con profesionales de Mozambique, Etiop¨ªa o Argentina entre otros, para el diagn¨®stico de la tuberculosis infantil o el chagas.

Atender la doble carga de enfermedad

La malaria se podr¨¢ detectar de forma m¨¢s r¨¢pida. Imaging es una aplicaci¨®n que, mediante un microscopio de bajo coste equipado con un ordenador Arduino ¨Dplaca electr¨®nica de hardware libre que incorpora un microcontrolador reprogramable que sirve para interactuar con otros dispositivos¨D y controlado por un tel¨¦fono m¨®vil, analiza las muestras de forma eficaz y temprana.

Daniel L¨®pez Codina, biof¨ªsico de Universitat Polit¨¦cnica de Catalunya (UPC) al frente de este proyecto, explica que mediante t¨¦cnicas de inteligencia artificial basadas en redes neuronales profundas se puede lograr la detecci¨®n autom¨¢tica de los par¨¢sitos de la malaria. Y todo ello reduce los recursos y el tiempo que los pa¨ªses m¨¢s afectados tienen que dedicar al an¨¢lisis y posterior atenci¨®n. Con el apoyo de la fundaci¨®n Probitas y la colaboraci¨®n del Hospital Vall d¡¯Hebron y la UPC, esta aplicaci¨®n podr¨ªa funcionar no solo para malaria sino para much¨ªsimos diagn¨®sticos de diversas patolog¨ªas detectas por microscopio, seg¨²n L¨®pez Codina.

En los pa¨ªses en desarrollo avanzan las patolog¨ªas cr¨®nicas con el aumento de la esperanza de vida, lo que supone un reto para los sistemas de salud que tienen que hacerles frente junto a otras infecciosas de alta prevalencia. ¡°Se trata de la doble carga de enfermedad¡±, apunta Jordi Serrano, m¨¦dico de familia y emprendedor en salud global digital. Es fundador de la plataforma UniversalDoctor, desde la que ha desarrollado tecnolog¨ªa para apoyar a la OMS ante el virus de Zika o la salud mental, entre otros problemas.

Serrano colabora adem¨¢s con el departamento del doctor Postigo en el desarrollo de la aplicaci¨®n para enfermedades cut¨¢neas y constata la necesidad de contar con un mayor n¨²mero de im¨¢genes y de colaboraci¨®n del personal de salud de los pa¨ªses afectados. ¡°Es vital para que la IA puede servir para cribar muchas patolog¨ªas con s¨ªntomas similares¡±.

Cuando la aplicaci¨®n desarrollada por el equipo de Serrano para la OMS se pruebe en Kenia, ¡°ser¨¢ el momento de saber si verdaderamente la IA funciona y es ¨²til donde se necesita¡±, afirma Jos¨¦ Postigo. ¡°Venid a verlo en ese momento¡±.

El factor humano

La IA se basa en la creaci¨®n de redes neuronales, algo que, en otras palabras, imita el cerebro humano. Mariano Sigman, neurocient¨ªfico argentino y coautor del libro Artificial, la nueva inteligencia y el contorno de lo humano (editorial Debate), explica c¨®mo funcionan la IA, mediante una capacidad de c¨®mputo grand¨ªsima, y ofrece alternativas con las que no cont¨¢bamos para predecir y diagnosticar.

Sigman lo explica recordando un partido de tenis. Dos leyendas del deporte de los a?os noventa se enfrentaban en Wimbledon: Andre Agassi y Boris Becker. ¡°Becker era un gran sacador y Agassi un gran restador. El que saca, lo intenta de tal modo que el rival no descifre donde va a ir la pelota. Pero Agassi se dio cuenta de algo que hac¨ªa Becker con la lengua. La pon¨ªa en la posici¨®n hacia la que la pelota ir¨ªa. Eso, por supuesto, le dio una enorme ventaja para responder el saque. As¨ª funciona, m¨¢s o menos, una red neuronal¡±, resumi¨® durante su presentaci¨®n en el simposio de Mundo Sano, en Buenos Aires.

Algunos estudios revelan que los pacientes de salud mental han percibido las conversaciones con la IA de forma m¨¢s efectiva y emp¨¢tica que las que tuvieron con el terapeuta humano

El neurocient¨ªfico prev¨¦ grandes posibilidades en el uso de la IA para la salud global. ?l mismo lo ha observado ya en el campo de la salud mental. ¡°Un ejemplo de aplicaci¨®n es el caso de la depresi¨®n. Los f¨¢rmacos, como en otras patolog¨ªas (el c¨¢ncer, por ejemplo), funcionan bien en unas personas y en otras no, sin que en muchos casos sepamos por qu¨¦. La IA puede ayudar a predecir qu¨¦ personas responder¨¢n mejor al tratamiento¡±.

El gran salto, para Sigman, ha venido recientemente, cuando la IA ha podido utilizar lenguaje humano. En el campo de la psiquiatr¨ªa eso permite avanzar much¨ªsimo, ya que la fuente primaria suele ser la entrevista verbal con el paciente.

Como dato curioso, el neurocient¨ªfico record¨® que algunos estudios han revelado una ¡°paradoja sorprendente¡± al comparar las conversaciones entre pacientes de salud mental con sus terapeutas humanos y las mantenidas con la IA. En algunos casos, los pacientes percibieron las conversaciones con la IA como m¨¢s efectivas y emp¨¢ticas que las que tuvieron con el terapeuta humano.

Qu¨¦ dice la IA al respecto

Faltaba saber qu¨¦ tiene que decir la propia IA sobre el tema. Preguntado ChatGPT acerca de qu¨¦ pod¨ªa hacer la inteligencia artificial para combatir las enfermedades m¨¢s desatendidas, su respuesta fue: ¡°La IA puede jugar un papel significativo en la eliminaci¨®n de las ETD contribuyendo en varios aspectos de prevenci¨®n, diagn¨®stico, tratamiento y monitoreo¡±. Cuando se le pide un ejemplo de aplicaci¨®n espec¨ªfico, la IA apunta precisamente al diagn¨®stico de enfermedades cut¨¢neas.

La investigadora Paula Petrone lo tiene claro: ¡°La inteligencia artificial no est¨¢ aqu¨ª para reemplazar a los m¨¦dicos. Siempre se van a necesitar desde el punto de vista de la empat¨ªa y el ojo cl¨ªnico. Pero estos algoritmos pueden ayudarnos definitivamente a ver mejor¡±.

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