Matemáticas contra la epilepsia: Ingenieros informáticos de la CEU-UCH diseñan un algoritmo matemático que predice los ataques epilépticos con veinte minutos de antelación
Han obtenido el tercer premio entre los 502 equipos de científicos de datos participantes en el “American Epilepsy Society Seizure Prediction Challenge”, procedentes de universidades de todo el mundo, como Stanford o el MIT.
Este reto ha sido promovido por el National Institute of Health (NIH) estadounidense, The Epilepsy Foundation y la American Epilepsy Society, en colaboración con la Universidad de Pensilvania y la Clínica Mayo, mejor hospital de Estados Unidos en 2014-15.
Una de cada cien personas sufre epilepsia en el mundo y la medicación continuada para prevenir los ataques es poco eficaz y causa efectos secundarios.
Este algoritmo informático diseñado en la CEU-UCH podrá ser aplicado en el futuro a dispositivos implantados en los pacientes con epilepsia, para registrar su actividad cerebral y alertarles de la proximidad de un ataque, para que se mediquen solo en ese momento.
Un equipo de profesores del Grado en Ingeniería Informática de Sistemas de Información de la Universidad CEU Cardenal Herrera de Valencia ha obtenido el tercer premio en el concurso internacional American Epilepsy Society Seizure Prediction Challenge, para científicos de datos o data scientists de todo el mundo. Los investigadores Juan Pardo, Javier Muñoz, Francisco Zamora y Paloma Botella, profesores de la CEU-UCH, han diseñado un algoritmo informático que permite reunir los datos necesarios para predecir los ataques epilépticos con veinte minutos de antelación y alertar al paciente para que tome en ese momento la medicación que los evita. Su aplicación, a través de un microchip implantado en el paciente, mejoraría la calidad de vida de estas personas, que solo deberían medicarse antes del ataque y no durante todo el día, evitando los efectos secundarios de estos fármacos.
La propuesta de los investigadores de la CEU-UCH ha obtenido el tercer premio en este reto para data scientists, planteado a través de la plataforma Kagglepor el National Institute of Neurological Disorders and Stroke (NINDS), perteneciente al National Institutes of Health (NIH) de los Estados Unidos, The Epilepsy Foundation y la American Epilepsy Society (AES), en colaboración con la Universidad de Pensilvania (UPenn) y la Clínica Mayo, que ha sido recientemente elegida como el mejor hospital de Estados Unidos en 2014-15.
Informática que previene ataques epilépticos
La epilepsia afecta al uno por ciento de la población mundial y el carácter imprevisible de los ataques obliga a estos pacientes a medicarse de forma continuada y en altas dosis, lo que en muchos casos les provoca graves efectos secundarios. Además, se estima que esta medicación continuada no es efectiva entre el 20% y el 40% de los casos.
El algoritmo matemático diseñado por los profesores de la CEU-UCH permitiría, a través de su incorporación a un dispositivo implantado en el paciente, como un microchip, reunir los datos de todas sus constantes cerebrales para predecir un ataque con al menos veinte minutos de antelación. Esta alerta permitiría al paciente evitar actividades de riesgo en esos momentos, como conducir o nadar, y medicarse solo ante la posibilidad de sufrir un ataque epiléptico y no de forma constante. Según señala el profesor de la CEU-UCH, Juan Pardo, “El algoritmo adecuado es el que nos permite, a través del tratamiento de los datos, identificar los periodos de aumento de la probabilidad de un ataque, con la máxima antelación y sin falsas alarmas”.
“No somos médicos, pero sí expertos en el tratamiento masivo de datos”, señala Juan Pardo, director del Departamento de Ciencias Físicas, Matemáticas y de la Computación de la CEU-UCH. “Este trabajo –añade- demuestra que en muchos campos, como el de las neurociencias, son necesarios también ingenieros informáticos y matemáticos que contribuyan a resolver los problemas planteados”. En este caso, la colaboración de la informática y las matemáticas con la medicina y la veterinaria ha sido necesaria para resolver este reto de salud, ya que los datos informáticos manejados proceden de electroencefalogramas intracraneales de perros y personas con epilepsia, que sufren habitualmente sus ataques.
502 propuestas de todo el mundo
En la plataforma Kaggle, distintas entidades y empresas, como la NASA, el NIH, General Electric o Shell, plantean a los científicos de datos retos en cualquier ámbito, con la finalidad de obtener el sistema que mejor solucione el problema planteado. Cientos de informáticos, matemáticos o estadísticos de universidades de todo el mundo, como Stanford o el MIT, hacen sus propuestas ante estos retos en esta plataforma, que busca reunir a los mejores cerebros de todo el mundo para trabajar conjuntamente en un mismo problema desde distintas áreas de conocimiento. De las 502 propuestas presentadas al reto sobre prevención de ataques epilépticos Seizure Prediction Challenge, la de los investigadores informáticos de la CEU-UCH ha conseguido el tercer premio.
Presentación en Seattle
Gracias al premio en el Seizure Prediction Challenge, los profesores Juan Pardo, Javier Muñoz, Francisco Zamora y Paloma Botella, del Grado en Ingeniería Informática de Sistemas de Información de la CEU-UCH, han sido invitados a la presentación de su trabajo en el meeting anual de la American Epilepsy Society, que se celebra en Seattle, donde se comunicarán los resultados del concurso a la comunidad científica y a representantes de los patrocinadores del reto: el National Institute of Neurological Disorders and Sroke (NINDS), la Universidad de Pensilvania (UPenn) y la Clínica Mayo.
Además, el trabajo de los profesores de la CEU-UCH será incorporado al repositorio del International Epilepsy Electrophisiology Portal (IEEG), creado para la ayuda a la cura de esta enfermedad, y desde donde podrán seguir trabajando en una nueva experimentación. Además, el equipo del Grado en Ingeniería Informática de la CEU-UCH también publicará próximamente un artículo científico sobre su algoritmo de predicción de los ataques epilépticos en una de estas cuatro revistas médicas internacionales: Lancet Neurology, Annals of Neurology, Brain o Epilepsia.