An AI smartwatch that detects seizures | Rosalind Picard

Translator: Nataliya Stancheva Reviewer: Darina Stoyanova

This is Henry,

Това е Хенри.

a cute boy,

Сладко момченце.

and when Henry was three,

Когато бил на три годинки,

his mom found him having some febrile seizures.

майка му видяла, че има фебрилни гърчове.

Febrile seizures are seizures that occur when you also have a fever,

Фебрилните гърчове се появяват, когато имате треска.

and the doctor said,

Лекарят казал:

"Don't worry too much. Kids usually outgrow these."

"Не се безпокойте. Децата обикновено го израстяват."

When he was four, he had a convulsive seizure,

Когато станал на четири, Хенри получил конвулсивен припадък.

the kind that you lose consciousness and shake --

При този вид припадък човек губи съзнание и се тресе --

a generalized tonic-clonic seizure --

генерализиран тонично-клоничен гърч -

and while the diagnosis of epilepsy was in the mail,

и докато диагнозата "епилепсия" била на път да бъде поставена,

Henry's mom went to get him out of bed one morning,

една сутрин майката на Хенри отишла да го види

and as she went in his room,

и като влязла в стаята му,

she found his cold, lifeless body.

открила студеното му, безжизнено тяло.

Henry died of SUDEP,

Хенри починал от ВНСЕ -

sudden unexpected death in epilepsy.

внезапна неочаквана смърт при епилепсия.

I'm curious how many of you have heard of SUDEP.

Любопитна съм колко от вас са чували за ВНСЕ.

This is a very well-educated audience, and I see only a few hands.

Публиката е от високообразовани хора, а само няколко души вдигат ръка.

SUDEP is when an otherwise healthy person with epilepsy

При ВНСЕ един иначе здрав човек с епилепсия

dies and they can't attribute it to anything they can find in an autopsy.

умира, а аутопсията не разкрива никаква причина за смъртта.

There is a SUDEP every seven to nine minutes.

ВНСЕ се случва на всеки седем до девет минути.

That's on average two per TED Talk.

Два пъти само в рамките на една TED лекция.

Now, a normal brain has electrical activity.

Нормалният мозък осъществява електрическа активност.

You can see some of the electrical waves

Виждате част от електрическите вълни

coming out of this picture of a brain here.

как излизат от тази картина на мозък.

And these should look like typical electrical activity

Те би трябвало да изглеждат като типична електрическа активност

that an EEG could read on the surface.

която едно ЕЕГ би разчело на повърхността.

When you have a seizure, it's a bit of unusual electrical activity,

Когато обаче получиш пристъп, това е необичайна електрическа активност

and it can be focal.

и може да бъде фокална.

It can take place in just a small part of your brain.

Може да се случи само в мъничка част от вашия мозък.

When that happens, you might have a strange sensation.

Когато се случи, може да имате странно усещане.

Several could be happening here in the audience right now,

Няколко може и да се случват тук сред публиката точно сега,

and the person next to you might not even know.

а човекът до вас е възможно дори да не знае.

However, if you have a seizure where that little brush fire spreads

Обаче, имаш ли пристъп, този малък пламък се разпространява

like a forest fire over the brain,

като горски пожар из целия мозък,

then it generalizes,

после се генерализира

and that generalized seizure takes your consciousness away

и заради него изпадаш в безсъзнание

and causes you to convulse.

и имаш конвулсии.

There are more SUDEPs in the United States every year

Годишно в САЩ има повече случаи на ВНСЕ,

than sudden infant death syndrome.

отколкото на внезапна детска смърт.

Now, how many of you have heard of sudden infant death syndrome?

Колко от вас за чували за синдрома на внезапната детска смърт?

Right? Pretty much every hand goes up.

Нали? Почти всички вдигате ръка.

So what's going on here?

Какво става тук?

Why is this so much more common and yet people haven't heard of it?

Защо първото се среща много по-често, а хората не са чували за него?

And what can you do to prevent it?

Какво можем да направим, за да го предотвратим?

Well, there are two things, scientifically shown,

Има две неща, научно доказани,

that prevent or reduce the risk of SUDEP.

които предотвратяват или намаляват риска от ВНСЕ.

The first is: "Follow your doctor's instructions,

Първото е: "Следвай указанията на лекаря си,

take your medications."

вземай си лекарствата."

Two-thirds of people who have epilepsy

Две трети от хората с епилепсия

get it under control with their medications.

я овладяват с помощта на лекарствата си.

The second thing that reduces the risk of SUDEP is companionship.

Второто нещо, което намалява риска от ВНСЕ е да не си сам.

It's having somebody there at the time that you have a seizure.

Да има някой до теб, когато получиш пристъп.

Now, SUDEP, even though most of you have never heard of it,

Макар че повечето от вас не са го чували, синдромът ВНСЕ

is actually the number two cause of years of potential life lost

представлява втората причина за потенциална загуба на живот

of all neurological disorders.

от всички неврологични заболявания.

The vertical axis is the number of deaths

Вертикалната ос е броят смъртни случаи,

times the remaining life span,

умножен по оставащите години живот.

so higher is much worse impact.

Колкото е по-висока, толкова по-лошо е въздействието.

SUDEP, however, unlike these others,

При ВНСЕ, обаче, за разлика от останалите,

is something that people right here could do something to push that down.

хората могат да направят нещо, за да го намалят.

Now, what is Roz Picard, an AI researcher, doing here telling you about SUDEP, right?

Какво може да ви каже по въпроса Роз Пикард, учен-изследовател на AI?

I'm not a neurologist.

Не съм невролог.

When I was working at the Media Lab on measurement of emotion,

Когато работех в Media Lab по измерването на емоциите,

trying to make our machines more intelligent about our emotions,

в опити да направя устройствата ни по-интелигентни спрямо чувствата,

we started doing a lot of work measuring stress.

заработихме усилено в посока измерване на стреса.

We built lots of sensors

Изградихме множество сензори,

that measured it in lots of different ways.

които го измерваха по редица начини.

But one of them in particular

Един от тях в частност

grew out of some of this very old work with measuring sweaty palms

възниква от стария начин за измерване на изпотени длани

with an electrical signal.

с електрически сигнал.

This is a signal of skin conductance

Това е сигнал за кожна проводимост,

that's known to go up when you get nervous,

който се повишава при притеснение.

but it turns out it also goes up with a lot of other interesting conditions.

Оказва се, че нивата му се покачват и при много други интересни състояния.

But measuring it with wires on your hand is really inconvenient.

Да го измерваш обаче с жици по ръката е доста неудобно.

So we invented a bunch of other ways of doing this at the MIT Media Lab.

Затова в Media Lab на MIT изобретихме няколко други начина.

And with these wearables,

С тези подходящи за носене неща

we started to collect the first-ever clinical quality data 24-7.

започнахме да събираме първите по рода си клинически данни, 24-7.

Here's a picture of what that looked like

Ето как изглеждаше картината

the first time an MIT student collected skin conductance on the wrist 24-7.

първия път, когато студент от MIT събра данни за кожна проводимост.

Let's zoom in a little bit here.

Нека увеличим малко тук.

What you see is 24 hours from left to right,

Виждате 24 часа отляво надясно,

and here is two days of data.

а тук са данните от два дни.

And first, what surprised us

Отначало това, което ни изненада

was sleep was the biggest peak of the day.

е че сънят имаше върхови стойности за деня.

Now, that sounds broken, right?

Звучи сбъркано, нали?

You're calm when you're asleep, so what's going on here?

Когато спиш, си спокоен. Какво тогава се случва?

Well, it turns out that our physiology during sleep

Оказва се, че нашата физиология по време на сън

is very different than our physiology during wake,

е много различна от тази, когато сме будни

and while there's still a bit of a mystery

и макар все още да има елементи на мистерия

why these peaks are usually the biggest of the day during sleep,

защо тези пикове за деня обичайно се случват, докато спим,

we now believe they're related to memory consolidation

сега смятаме, че те са свързани със затвърждаването на спомени

and memory formation during sleep.

и формирането на спомени по време на сън.

We also saw things that were exactly what we expected.

Забелязахме и неща в пълно съответствие на очакванията ни.

When an MIT student is working hard in the lab

Когато студент от MIT се труди в лабораторията

or on homeworks,

или върху домашните си,

there is not only emotional stress, but there's cognitive load,

има не само емоционален стрес, но също и когнитивен товар.

and it turns out that cognitive load, cognitive effort, mental engagement,

Оказва се, че този товар, когнитивното усилие, умствената ангажираност,

excitement about learning something --

вълнението да научиш нещо -

those things also make the signal go up.

всички това също кара сигнала да се увеличава.

Unfortunately, to the embarrassment of we MIT professors,

За жалост и огромно неудобство за нас, професорите в MIT,

(Laughter)

(Смях)

the low point every day is classroom activity.

ниската точка всеки ден са заниманията в класната стая.

Now, I am just showing you one person's data here,

Показвам ви данните за един човек,

but this, unfortunately, is true in general.

но това, за съжаление, важи изобщо.

This sweatband has inside it a homebuilt skin-conductance sensor,

Тази лента за попиване на потта има вграден сензор за кожна проводимост.

and one day, one of our undergrads knocked on my door

Един ден, един от нашите студенти почука на вратата ми.

right at the end of the December semester,

Беше точно накрая на декемврийския семестър.

and he said, "Professor Picard,

"Професор Пикард" - помоли ме той,

can I please borrow one of your wristband sensors?

"може ли да заема една от Вашите гривни със сензори?

My little brother has autism, he can't talk,

Братчето ми е аутист, не може да говори

and I want to see what's stressing him out."

и искам да видя какво му причинява стрес."

And I said, "Sure, in fact, don't just take one, take two,"

"Разбира се! - отвърнах - Даже не една, а две гривни вземи"

because they broke easily back then.

понеже по това време те лесно се разваляха.

So he took them home, he put them on his little brother.

Той ги взе, занесе ги у тях, сложи ги на братчето си.

Now, I was back in MIT, looking at the data on my laptop,

Аз бях отново в университета, следях данните на лаптопа си

and the first day, I thought, "Hmm, that's odd,

и през първия ден си казах: "Странна работа.

he put them on both wrists instead of waiting for one to break.

Сложил ги е на двете китки, вместо да изчака някоя да блокира.

OK, fine, don't follow my instructions."

Не ме слушаш какво ти говоря. Добре!"

I'm glad he didn't.

Щастлива съм, че той не ме послуша.

Second day -- chill. Looked like classroom activity.

Ден втори -- пълна тишина. Като в класна стая.

(Laughter)

(Смях)

A few more days ahead.

Минаха още няколко дни.

The next day, one wrist signal was flat

На следващия ден сигналът от едната гривна изчезна,

and the other had the biggest peak I've ever seen,

а от другата скочи на максимума, който бях виждала.

and I thought, "What's going on?

"Какво става тук? - казах си.

We've stressed people out at MIT every way imaginable.

В MIT сме подлагали хората на всевъзможен стрес всячески.

I've never seen a peak this big."

Никога не съм виждала такъв пик."

And it was only on one side.

При това, само от едната страна.

How can you be stressed on one side of your body and not the other?

Как може да имаш стрес в едната страна на тялото, а в другата не?

So I thought one or both sensors must be broken.

Помислих си, че единият от двата сензора се е развалил.

Now, I'm an electroengineer by training,

По образование съм електроинженер,

so I started a whole bunch of stuff to try to debug this,

затова стартирах какво ли не да отстраня грешката,

and long story short, I could not reproduce this.

но в края на краищата, не успях да го възстановя.

So I resorted to old-fashioned debugging.

Прибегнах до старомодното отстраняване на грешките.

I called the student at home on vacation.

Обадих се на студента, който си беше вкъщи за ваканцията.

"Hi, how's your little brother? How's your Christmas?

"Здравей! Как е братчето ти? Добре ли прекарвате Коледа?

Hey, do you have any idea what happened to him?"

Между другото, имаш ли идея какво му се е случило на...?"

And I gave this particular date and time,

И посочих съответната дата и час,

and the data.

съобщих и данните.

And he said, "I don't know, I'll check the diary."

Той отвърна: "Не зная. Ще проверя в дневника."

Diary? An MIT student keeps a diary?

Дневник? Студент от MIT си води дневник?

So I waited and he came back.

Зачаках и той се върна.

He had the exact date and time,

Беше записал точната дата и час

and he says, "That was right before he had a grand mal seizure."

и ми съобщи: "Това е непосредствено преди да получи мащабен пристъп."

Now, at the time, I didn't know anything about epilepsy,

По онова време аз не знаех нищо за епилепсията.

and did a bunch of research,

Направих проучване

realized that another student's dad is chief of neurosurgery

и разбрах, че бащата на друг студент е шеф на неврохирургията

at Children's Hospital Boston,

в Детската болница в Бостън.

screwed up my courage and called Dr. Joe Madsen.

Събрах кураж и звъннах на д-р Джо Мадсън.

"Hi, Dr. Madsen, my name's Rosalind Picard.

"Здравейте, д-р Мадсън. Казвам се Розалинд Пикард.

Is it possible somebody could have

Възможно ли е човек да има

a huge sympathetic nervous system surge" --

огромен подем на симпатичната нервна система" --

that's what drives the skin conductance --

това е, което задейства кожната проводимост --

"20 minutes before a seizure?"

"20 минути преди пристъп?"

And he says, "Probably not."

Отговорът бе: "Вероятно не."

He says, "It's interesting.

Той продължи: "Интересно.

We've had people whose hair stands on end on one arm

Имал съм пациенти, чиито косми на едната ръка настръхват

20 minutes before a seizure."

20 минути преди да получат пристъп."

And I'm like, "On one arm?"

"На едната ръка?" - питам.

I didn't want to tell him that, initially,

Първоначално не исках да му казвам това,

because I thought this was too ridiculous.

защото мислех, че е твърде нелепо.

He explained how this could happen in the brain,

Той обясни как това може да се случи в мозъка

and he got interested. I showed him the data.

и се заинтригува. Показах му данните.

We made a whole bunch more devices, got them safety certified.

Направихме други устройства, взехме сертификат за безопасност,

90 families were being enrolled in a study,

включихме 90 семейства в изследването,

all with children who were going to be monitored 24-7

всички с деца, които щяха да бъдат наблюдавани денонощно

with gold-standard EEG on their scalp

със стандартен златен ЕЕГ на скалпа

for reading the brain activity,

да разчита мозъчната активност,

video to watch the behavior,

видеозапис, който да следи поведението,

electrocardiogram -- ECG -- and now EDA, electrodermal activity,

електрокардиограма - ЕКГ - и ЕДД - електродермална активност,

to see if there was something in this periphery

за да се види дали има нещо в тази периферия,

that we could easily pick up, related to a seizure.

което лесно да отличим и свържем с пристъпите.

We found, in 100 percent of the first batch of grand mal seizures,

Открихме, на 100 % от първата група на големи пристъпи,

this whopper of responses in the skin conductance.

тази изключително повишена реакция при кожната проводимост.

The blue in the middle, the boy's sleep,

Синьото по средата, сънят на момчето,

is usually the biggest peak of the day.

е обикновено най-големият пик през деня.

These three seizures you see here are popping out of the forest

Трите пристъпа, които виждате тук изскачат от гората

like redwood trees.

като гигантски секвои.

Furthermore, when you couple the skin conductance at the top

Още повече, когато свържете кожната проводимост в горната част

with the movement from the wrist

с движението от китката

and you get lots of data and train machine learning and AI on it,

и добавите доста данни и машинно обучение и устройства за изкуствен интелект,

you can build an automated AI that detects these patterns

можете да изградите автоматично AI, което предусеща тези модели

much better than just a shake detector can do.

много по-добре, отколкото друг детектор.

So we realized that we needed to get this out,

Осъзнахме, че това изобретение трябва да достигне до хората.

and with the PhD work of Ming-Zher Poh

С помощта на докторската дисертация на Минг-Зер По

and later great improvements by Empatica,

и по-късно, със значителните подобрения от страна на Емпатика,

this has made progress and the seizure detection is much more accurate.

проектът се доразви и пристъпите се предвиждат с много по-голяма точност.

But we also learned some other things about SUDEP during this.

Но също така научихме други неща за ВНСЕ.

One thing we learned is that SUDEP,

В процеса на работа научихме, че ВНСЕ,

while it's rare after a generalized tonic-clonic seizure,

макар че се среща рядко след общия тонично-клоничен пристъп,

that's when it's most likely to happen -- after that type.

точно тогава най-вече може да се случи -- след този вид.

And when it happens, it doesn't happen during the seizure,

И когато се случи, не се случва по време на пристъпа,

and it doesn't usually happen immediately afterwards,

и обикновено не се случва веднага впоследствие,

but immediately afterwards,

а незабавно впоследствие,

when the person just seems very still and quiet,

когато човек изглежда много спокоен и тих,

they may go into another phase, where the breathing stops,

той може да влезе в друга фаза, когато дишането спира,

and then after the breathing stops, later the heart stops.

а когато дишането спре, по-късно спира и сърцето.

So there's some time to get somebody there.

Така че има време да повикате някого.

We also learned that there is a region deep in the brain called the amygdala,

Разбрахме, че дълбоко в мозъка съществува област, наречена "амигдала".

which we had been studying in our emotion research a lot.

Широко е застъпена в нашите изследвания на емоциите.

We have two amygdalas,

Ние имаме две амигдали.

and if you stimulate the right one,

При стимулация на дясната,

you get a big right skin conductance response.

е налице огромна реакция от кожната проводимост отдясно.

Now, you have to sign up right now for a craniotomy to get this done,

За да стане това, е нужно да си направите краниотомия -

not exactly something we're going to volunteer to do,

нещо, на което едва ли бихте се подложили доброволно,

but it causes a big right skin conductance response.

но пък дава силна реакция на кожна проводимост отдясно.

Stimulate the left one, big left skin conductance response on the palm.

Стимулирате ли лявата амигдала, има силна реакция на кожна проводимост на дланта.

And furthermore, when somebody stimulates your amygdala

И още, когато някой стимулира вашата амигдала,

while you're sitting there and you might just be working,

докато просто си стоите, може да си работите нещо,

you don't show any signs of distress,

без да показвате признаци на тревога,

but you stop breathing,

но спирате да дишате,

and you don't start again until somebody stimulates you.

и дишането се възстановява чак когато някой ви стимулира.

"Hey, Roz, are you there?"

"Ей, Роз, там ли си?"

And you open your mouth to talk.

И вие отваряте уста, за да проговорите.

As you take that breath to speak,

Когато поемете глътката въздух, за да говорите,

you start breathing again.

започвате да дишате отново.

So we had started with work on stress,

Така бяхме започнали с проучвания върху стреса,

which had enabled us to build lots of sensors

което ни позволи да изградим множество сензори,

that were gathering high quality enough data

събиращи достатъчно данни с високо качество,

that we could leave the lab and start to get this in the wild;

така че да излезем от лабораторията и представим работата си,

accidentally found a whopper of a response with the seizure,

когато случайно открихме мащабна реакция с припадъка,

neurological activation that can cause a much bigger response

неврологична активация, способна да доведе до много по-мощна реакция

than traditional stressors;

от традиционните стресори;

lots of partnership with hospitals and an epilepsy monitoring unit,

редица партньорства с болници и апарат за проследяване на епилепсия,

especially Children's Hospital Boston

особено в Детската болница в Бостън

and the Brigham;

и Бригъм;

and machine learning and AI on top of this

машинно обучение и AI освен всичко,

to take and collect lots more data

за да се вземат и съберат много повече данни.

in service of trying to understand these events

Целта е да се опитаме да разберем тези събития

and if we could prevent SUDEP.

и можем ли да предотвратим ВНСЕ.

This is now commercialized by Empatica,

Сега това е комерсиализирано от Емпатика,

a start-up that I had the privilege to cofound,

нова компания, на която имах привилегията да съм съосновател.

and the team there has done an amazing job improving the technology

Екипът там върши страхотна работа да подобри технологията

to make a very beautiful sensor

за направата на прекрасен сензор,

that not only tells time and does steps and sleep and all that good stuff,

който не само показва часа и измерва крачките и съня и всички тези хубави неща,

but this is running real-time AI and machine learning

но задейства в реално време AI и машинно обучение,

to detect generalized tonic-clonic seizures

за да долови генерализирани тонично-клонични пристъпи

and send an alert for help

и изпрати алармен сигнал за помощ

if I were to have a seizure and lose consciousness.

в случай на пристъп и загуба на съзнание.

This just got FDA-approved

Агенцията по храните и лекарствата в САЩ наскоро го утвърди

as the first smartwatch to get approved in neurology.

като първия смарт часовник, одобрен в неврологията.

(Applause)

(Аплодисменти)

Now, the next slide is what made my skin conductance go up.

В следващия слайд ви показвам нещо, което повишава моята кожна проводимост.

One morning, I'm checking my email

Една сутрин си проверявам имейла

and I see a story from a mom

и виждам историята на майка,

who said she was in the shower,

която казва, че била под душа,

and her phone was on the counter by the shower,

а телефонът й - на рафта до душа,

and it said her daughter might need her help.

когато дошъл сигнал, че дъщеря й се нуждае от помощ.

So she interrupts her shower and goes running to her daughter's bedroom,

Спряла душа, втурнала се към стаята на дъщеря си

and she finds her daughter facedown in bed, blue and not breathing.

и я заварила да лежи с лице надолу, посиняла и спряла да диша.

She flips her over -- human stimulation --

Обърнала я по гръб - човешка стимулация -

and her daughter takes a breath, and another breath,

дъщеря й си поела въздух, вдишала още веднъж,

and her daughter turns pink and is fine.

после порозовяла и се оправила.

I think I turned white reading this email.

Мисля, че аз пребледнях, докато чета този имейл.

My first response is, "Oh no, it's not perfect.

Първата ми реакция беше: "О не, не е идеално.

The Bluetooth could break, the battery could die.

Блутутът може да се развали, батерията да свърши.

All these things could go wrong. Don't rely on this."

Всичко това може да се обърка. Не разчитай на него."

And she said, "It's OK. I know no technology is perfect.

Тя отвърна: "Няма нищо. Зная, че идеално устройство няма.

None of us can always be there all the time.

Никой от нас не може да е където трябва, винаги.

But this, this device plus AI

Това обаче, това устройство плюс AI

enabled me to get there in time to save my daughter's life."

ми позволиха да стигна навреме, за да спася живота на дъщеря ми."

Now, I've been mentioning children,

Споменавам ви случаи с деца,

but SUDEP peaks, actually, among people in their 20s, 30s and 40s,

но реално ВНСЕ е най-висок сред хора в 20-те, 30-те, 40-те години на живота си

and the next line I'm going to put up

и следващият ред от презентацията

is probably going to make some people uncomfortable,

вероятно ще накара някои да се почувстват неудобно,

but it's less uncomfortable than we'll all be

ала не чак толкова неудобно, колкото бихме били,

if this list is extended to somebody you know.

ако в този списък е включен човек, когото познаваме.

Could this happen to somebody you know?

Може ли това да се случи на ваш познат?

And the reason I bring up this uncomfortable question

Причината да повдигам този неудобен въпрос

is because one in 26 of you will have epilepsy at some point,

е защото един от 26 от тук присъстващите в даден момент ще получи епилепсия

and from what I've been learning,

а опитът ми сочи, че

people with epilepsy often don't tell their friends and their neighbors

хората с епилепсия често не казват на приятелите и съседите си,

that they have it.

че страдат от това.

So if you're willing to let them use an AI or whatever

Ако сте склонни да ги насърчите да носят AI устройство или нещо,

to summon you in a moment of possible need,

което да ви повика в момент на евентуална нужда,

if you would let them know that,

и ако те знаят, че сте насреща,

you could make a difference in their life.

бихте могли да промените живота им.

Why do all this hard work to build AIs?

Защо си правим труда да изобретяваме AI устройства?

A couple of reasons here:

По няколко причини:

one is Natasha, the girl who lived,

едната е Наташа - момичето, което не умря

and her family wanted me to tell you her name.

и родителите й държаха да ви кажа името й.

Another is her family

Другата е семейството й

and the wonderful people out there

и всички прекрасни хора,

who want to be there to support people who have conditions

които желаят да подкрепят и помагат на хора със затруднения,

that they've felt uncomfortable in the past mentioning to others.

които в миналото са се притеснявали да ги споделят пред останалите.

And the other reason is all of you,

Третата причина сте всички вие,

because we have the opportunity to shape the future of AI.

защото ние имаме възможност да оформим бъдещето на AI.

We can actually change it,

Реално можем да го променим,

because we are the ones building it.

понеже ние сме тези, които го създаваме.

So let's build AI

Затова, нека правим AI устройства,

that makes everybody's lives better.

които да улесняват живота на всички ни.

Thank you.

Благодаря ви.

(Applause)

(Аплодисменти)