Smartwatch erkennt Parkinson 7 Jahre vor Symptomen

04.07.2023

Mithilfe künstlicher Intelligenz erkennt die Uhr anhand diverser Faktoren, ob jemand später an Parkinson erkrankt.

Je früher man eine Parkinson-Erkrankung erkennt, desto eher können therapeutische Maßnahmen das Fortschreiten bremsen. Mithilfe künstlicher Intelligenz (KI) können Smartwatches eine Parkinson-Erkrankung bis zu 7 Jahre vor dem Auftreten von Symptome erkennen. Das ist das Ergebnis einer neuen Studie, die nun im renommierten Fachblatt Nature Medicine veröffentlicht wurde.

Das Team des UK Dementia Research Institute an der Universität Cardiff nutzte künstliche Intelligenz (KI), um die Daten von rund 103.700 Smartwatch-Träger*innen zu analysieren.

Indem sie die Bewegungsgeschwindigkeit über einen Zeitraum von 7 Tagen maßen, konnten sie genau vorhersagen, wer später an Parkinson erkranken würde.

Bewegungsarmut ist eines der charakteristischen Symptome von Parkinson. Wenn diese auftritt und eine klinische Diagnose gestellt werden kann, ist mehr als die Hälfte der Nervenzellen in der schwarzen Substanz des Mittelhirns bereits abgestorben.

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Wie zeigt sich Parkinson?

Die Grundlage der Parkinson-Krankheit ist ein schleichender Verlust von Dopamin-haltigen Nervenzellen in der schwarzen Substanz des Mittelhirns. Der Dopaminmangel führt zu den charakteristischen Symptomen Bewegungsarmut, Muskelsteifheit, Sprachstörungen sowie Zittern. Ein Teil der Betroffenen leidet zuvor bereits unter uncharakteristischen Frühsymptomen, zum Beispiel Schulter-, Arm- oder Kreuzschmerzen oder unter Muskelkrämpfen nach dem Sport.

Zudem ist mittlerweile bekannt, dass viele Jahre, in manchen Fällen 20 Jahre, vor klassischen Symptomen eine Reihe vor allem nicht-motorischer Symptome auftreten können, die auf die zukünftige Entwicklung einer Parkinson-Krankheit hinweisen können. Dazu gehören das aktive Ausleben von Träumen, Stuhlverstopfung, Stimmungsveränderung mit Tendenz zu Ängstlichkeit oder Depression, aber auch ein reduziertes Geruchsempfinden.

KI kann Zeit bis zur Diagnose vorhersagen

In der Studie, die von 2013 bis 2016 lief, maßen die Smartwatches die Durchschnittsgeschwindigkeit der Teilnehmenden. Die Forschenden verglichen schließlich die Daten einer Testgruppe, bei denen Parkinson bereits diagnostiziert worden war, mit denen einer anderen Gruppe, die ihre Diagnose bis zu 7 Jahre nach der Zeiterfassung der Smartwatch-Daten erhalten hat.

Sie sahen, dass es mithilfe von künstlicher Intelligenz möglich ist, anhand von Smartwatch-Daten Menschen zu identifizieren, die später an Parkinson erkranken würden. Diese konnten in der Studie nicht nur von gesunden Kontrollpersonen unterschieden werden. Die Forschenden zeigten auch, dass KI zur Identifizierung von Personen in der Allgemeinbevölkerung eingesetzt werden kann, die später an Parkinson erkranken werden.

Laut der aktuellen Studie ist KI bei der Vorhersage, ob jemand an Parkinson erkranken würde, genauer als jeder andere Risikofaktor oder jedes andere anerkannte Frühzeichen der Krankheit. Auch die Zeit bis zur Diagnose kann vorhergesagt werden.

Nun hoffen die Studienautor*innen, dass Smartwatches künftig als Screening-Instrument genutzt werden können, um Parkinson früher diagnostizieren zu können. Jedoch seien weitere Forschungsarbeiten notwendig, in denen die neuen Ergebnisse mit anderen Daten verglichen werden.

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Mehr als 10 Millionen Betroffene

Parkinson ist die am stärksten zunehmende neurologische Erkrankung. Weltweit sind mehr als 10 Millionen Menschen betroffen, allein in Österreich rund 25.000. Die Krankheit ist noch nicht heilbar. Je früher die Diagnose der Parkinson-Krankheit gestellt werden kann, desto erfolgreicher kann in den Krankheitsprozess eingegriffen werden.

"Bei den meisten Menschen mit Parkinson-Krankheit sind zu dem Zeitpunkt, an dem die ersten Symptome auftreten, bereits viele der betroffenen Gehirnzellen verloren gegangen. Dies bedeutet, dass eine frühzeitige Diagnose der Krankheit schwierig ist", erklärt Kathryn Peall von der Universität Cardiff.

"Obwohl unsere Ergebnisse nicht dazu gedacht sind, bestehende Diagnosemethoden zu ersetzen, könnten die Daten der Smartwatches ein nützliches Screening-Instrument für die Früherkennung der Krankheit darstellen. Das bedeutet, dass die Menschen, sobald hoffentlich neue Behandlungsmöglichkeiten zur Verfügung stehen, Zugang zu diesen haben, bevor die Krankheit das Gehirn stark schädigt."