הגיל שרשום בתעודת הזהות לא תמיד תואם את הגיל שהפנים משדרות, ועכשיו אפשר לבדוק את הפער בעצמכם: חוקרים בבוסטון פתחו לציבור אתר שבו שולחים צילום פנים ומקבלים הערכה של הגיל הביולוגי. אבל האתר הוא רק הצד הנגיש של מחקר רחב בהרבה, שבו לימדו החוקרים בינה מלאכותית לזהות בפניהם של חולי סרטן סימנים לסיכון למוות.
את המחקר הוביל צוות במאס ג'נרל בריגהאם, רשת בתי חולים בבוסטון המסונפת לאוניברסיטת הרווארד, והוא כולל שני מודלים: האחד מעריך מתמונת פנים אחת את הגיל הביולוגי, כלומר עד כמה הגוף הזדקן בפועל, והשני מנבא את סיכון התמותה של חולי סרטן. המחקר פורסם השבוע בכתב העת Lancet Digital Health. האתר, faceage.bwh.harvard.edu, הוא חלק ממחקר מקוון שאושר בידי ועדת האתיקה המוסדית: המשתתפים מקבלים הערכת FaceAge אישית, ובמקביל תורמים נתונים שיעזרו לשפר את הכלי ולתקף אותו באוכלוסיות גדולות ומגוונות יותר.
גלריה
חולות ומחלימות מסרטן השד מתכוננות מאחורי הקלעים של תצוגת אופנה במסגרת "אוקטובר הוורוד" בתוניס
(צילום: REUTERS / Jihed Abidellaoui)
בבסיס שני המודלים עומד מודל יסוד בשם FAHR-Face, שאומן על יותר מ-40 מיליון תמונות פנים של אנשים בכל הגילים וממגוון רחב של מוצאים. "החידוש הטכנולוגי המרכזי הוא שהמודל לומד ייצוג כללי של הפנים, שאפשר להתאים אחר כך לחיזוי של מדדי בריאות שונים, כמו גיל ביולוגי והישרדות", אמר ד"ר הוגו ארטס, ממובילי המחקר ומנהל התוכנית לבינה מלאכותית ברפואה במאס ג'נרל בריגהאם. לדבריו, הגישה הזו מאפשרת לפתח כמה סמנים ביולוגיים מתמונות פנים, בלי לאמן כל מודל מאפס. כך נולדו FAHR-FaceAge, שמעריך גיל ביולוגי, ו-FAHR-FaceSurvival, שמנבא סיכון תמותה. מודל הגיל טעה בממוצע ב-5.1 שנים בלבד בהערכת גילם של אנשים במאגר תמונות ציבורי, והתגלה מדויק יותר מ-FaceAge, המודל הקודם של אותו צוות, שפורסם בשנה שעברה ופותח בעיקר על סמך תמונות של בני 60 ויותר.
ד"ר ריימונד מאק שהוביל את המחקר: המטרה שלנו היא להפוך את הערכת הבריאות מתמונת פנים לכמותית, עקבית וישימה בהיקף רחב, כדי שתתמוך בהחלטות טיפול מותאמות אישית ולא תחליף את שיקול הדעת של הרופא
את מודל ההישרדות אימנו החוקרים על כ-34 אלף תמונות של חולי סרטן שקיבלו טיפולי הקרנות בשישה מרכזים רפואיים, ולצד כל תמונה - המידע אם המטופל מת ומתי. לאחר מכן נבחן המודל על 3,820 מטופלים שתמונותיהם לא שימשו לאימון, ואומת שוב על 4,892 חולי סרטן שטופלו בהקרנות במאסטריכט שבהולנד. "די הופתעתי לגלות שאפשר לזהות סימנים לסיכון תמותה מתמונת פנים בלבד", אמר ד"ר ריימונד מאק, אונקולוג קרינה במכון הסרטן של מאס ג'נרל בריגהאם ומוביל המחקר.
סיכון גבוה פי שלושה
הפערים בין קבוצות הסיכון היו חדים במיוחד. המודל העניק לכל מטופל ציון בין 0 ל-1, ומתוך 122 המטופלים שקיבלו את הציון הגבוה ביותר, בין 0.9 ל-1, מתו 64, שהם 52.5%, בתוך 90 יום. בקבוצה שקיבלה את הציון הנמוך ביותר, בין 0 ל-0.1, מתו באותו פרק זמן 20 מתוך 975 מטופלים, כ-2% בלבד.
הפער נשמר גם לאורך זמן. במעקב שנמשך כארבע שנים, ולאחר שהחוקרים נטרלו את השפעת הגיל, המין, המוצא, סוג הסרטן ומאפייני הטיפול, סיכון התמותה של המטופלים בטווח הציונים העליון היה גבוה יותר מפי שלושה מזה של המטופלים בטווח התחתון. הקשר נמצא בסוגי סרטן רבים ובדרגות חומרה שונות, כולל גידולים ששלחו גרורות לעצמות או למוח. רוב המטופלים היו בשנות ה-50 וה-60 לחייהם, אבל היו ביניהם גם ילדים וגם בני 90 ויותר.
האזורים בפנים שהשפיעו יותר מכול על תחזיות המודלים: מימין - גיל ביולוגי, משמאל - הישרדות מסרטן. בצהוב: האזורים המשפיעים ביותר
(צילום: Mass General Brigham)
גם מודל הגיל הביולוגי הצביע על קשר ברור. הוא נבחן על יותר מ-38 אלף מטופלים שקיבלו טיפולי הקרנות, רובם חולי סרטן. שליש מהם נראו מבוגרים בחמש שנים לפחות מגילם בפועל, ו-17% אף נראו מבוגרים ב-10 שנים ויותר. מנגד, כרבע נראו צעירים מגילם בחמש שנים לפחות. בקרב מי שפניהם נראו מבוגרות ביותר מ-20 שנה מגילם, 21% מתו בתוך 90 יום, לעומת 6.4% בקרב מי שנראו צעירים ב-10 שנים לפחות.
החוקרים חישבו שכל עשור של "גיל עודף" בפנים היה קשור לעלייה של 14% בסיכון למוות, גם אחרי נטרול הגיל האמיתי, המין, סוג הסרטן ומאפייני הטיפול. מטופלים שנראו מבוגרים בחמש שנים ויותר היו בסיכון גבוה ב-21% מיתר המטופלים, ומי שנראו צעירים בחמש שנים ויותר היו בסיכון נמוך ב-17%. הממצאים אומתו גם בקרב המטופלים בהולנד.
עישון, איפור וניתוח אף
החוקרים בדקו גם אילו הרגלים קשורים לפנים שנראות מבוגרות מהגיל. שתייה כבדה של אלכוהול ושימוש בסמים נקשרו לפער גדול יותר בין הגיל הנראה לגיל האמיתי, אבל הקשר החזק ביותר נמצא עם עישון. ככל שהעישון היה כבד יותר, כך גדל הפער: מעשנים פעילים נראו מבוגרים יותר ממעשנים לשעבר, ואלה נראו מבוגרים יותר ממי שלא עישנו מעולם. הדפוס חזר גם אצל חולים בסוגי סרטן שאינם קשורים לעישון.
כדי לבדוק אם אפשר "לרמות" את מודל הגיל, הזינו לו החוקרים זוגות תמונות של אותם אנשים, שצולמו בהפרש זמן קצר: עם איפור ובלעדיו, בתאורה ובזוויות שונות, בהבעות פנים שונות, ולפני ניתוחים פלסטיים ואחריהם. האיפור, התאורה, זווית הצילום והבעת הפנים לא שינו את ההערכה, וכך גם מתיחת פנים, תיקון עפעפיים, תיקון גבות וניתוחים בעצמות הפנים.
החריג היחיד היה ניתוח אף, שאחריו הוסיף המודל למנותחים כשנה לגילם. "ממצא מפתיע נוסף היה עד כמה FAHR-FaceAge נשאר עקבי בתמונות יומיומיות, גם כשהשתנו התנוחה, התאורה, הבעת הפנים והאיפור", ציין מאק.
לדברי החוקרים, מאחר שמראה הפנים משקף גם הרגלים כמו עישון ושתיית אלכוהול, הכלי יוכל לשמש גם למעקב אחר שינויים באורח החיים או אחר טיפולים נגד הזדקנות. אבל לדברי פרופ' מירוסלב בובר, מומחה לעיבוד וידאו וללמידת מכונה מאוניברסיטת סארי בבריטניה, טענות כאלה מוקדמות מדי.
מה בדיוק קולט המודל
כדי להבין על מה נשענות התחזיות, הפיקו החוקרים "מפות קשב", שמראות לאילו אזורים בפנים כל מודל נותן את המשקל הרב ביותר. התברר ששני המודלים הסתכלו על מקומות שונים לגמרי. מודל הגיל התמקד במצח, ברקות ובקפלים שנמשכים מצדי האף אל זוויות הפה, ובתמונות של בני 40 ויותר גבר המשקל שנתן לרקות ולמצח. מודל ההישרדות, לעומתו, נשען על האזור שמתחת לעיניים ועל גשר האף, ושמר על אותו דפוס בכל הגילים. הקשר בין ציוני שני המודלים היה חלש, ושילובם שיפר את דיוק התחזית, סימן לכך שכל אחד מהם קולט היבט אחר של מצב הבריאות.
וכאן נכנס לתמונה היפוקרטס. בסביבות שנת 400 לפני הספירה תיאר אבי הרפואה המערבית את פניו של חולה שמתקרב למוות: "האף חד, העיניים שקועות, הרקות נפולות". האף והעיניים, שבהם התמקד מודל ההישרדות, והרקות, שמודל הגיל נתן להן משקל רב, הם בדיוק האזורים שכינה "פני המוות".
"המחשבה שהאלגוריתמים שלנו אולי משחזרים את החוכמה של היפוקרטס מלפני אלפי שנים פשוט הדהימה אותנו", אמר מאק. הוא הדגיש שהמודלים לא נחשפו לשום טקסט: הם אומנו רק על תמונות פנים, ולצדן הגיל של המצולם או המידע אם מת. "לשמוע את היפוקרטס מהדהד באלגוריתמים שלנו אחרי אלפי שנים היה מצמרר", הוסיף.
ייתכן שהמודל קולט את הדלדול של הרקמה הרכה ושל מסת השריר. אילוסטרציה
(צילום: shutterstock)
איש עדיין לא יודע מה בדיוק המודל רואה באזורים האלה. מאק סיפר שכאונקולוג הוא מכיר היטב את מראה הפנים האופייני למטופלים שמתקרבים למוות: רקות חלולות, עיניים שקועות ואובדן של רקמה רכה סביב האף. לדבריו, ייתכן שהמודל קולט את הדלדול של הרקמה הרכה ושל מסת השריר, "אבל זו השערה בלבד".
פרופ' סוצ'י סאריה, מנהלת המעבדה ללמידת מכונה ובריאות באוניברסיטת ג'ונס הופקינס, שלא השתתפה במחקר, הגדירה את השאלה הזו כאחת המרתקות שעדיין אין להן תשובה. לדבריה, רק כשיתברר אילו שינויים פיזיולוגיים עומדים מאחורי התחזית, יהיה אפשר לדעת אם המודל גילה סמן ביולוגי חדש באמת, או שהוא רק מכמת סימני מחלה שרופאים כבר מזהים בעין.
לא במקום הרופא
החוקרים הדגישו שהכלי לא נועד להחליף רופאים. לדברי מאק, ככל שהאוכלוסייה מזדקנת, רופאים זקוקים לדרכים טובות יותר להעריך את העתודות הגופניות ואת השבריריות של מטופלים, לפני שהם ממליצים על טיפולים אינטנסיביים כמו הקרנות, ניתוח או טיפול תרופתי. "המטרה שלנו היא להפוך את הערכת הבריאות מתמונת פנים לכמותית, עקבית וישימה בהיקף רחב, כדי שתתמוך בהחלטות טיפול מותאמות אישית ולא תחליף את שיקול הדעת של הרופא", הוסיף.
לפי המאמר, תמונת פנים אחת עשויה לשמש חלופה זולה ולא פולשנית במצבים שבהם קשה לבצע הערכות שבריריות מסודרות, כמו מדידת כוח אחיזה או מבחני קימה והליכה, ולסמן מטופלים שספק אם יעמדו בטיפול אגרסיבי.
טיפול בהקרנות לסרטן
(צילום: shutterstock)
ד"ר אמה פירסון, מרצה למדעי המחשב באוניברסיטת קליפורניה בברקלי, אמרה לוושינגטון פוסט שהממצאים מעניינים מבחינה מדעית, אבל תהתה אם רופאים לא בוחנים כבר היום את אותם אזורים בפנים, גם אם לא באופן שיטתי. היא ציינה שבמחקר לא נכללו מדדים מקיפים של שבריריות, כלומר של מידת הפגיעות הגופנית של המטופל ויכולתו לעמוד במחלה ובטיפול. מאק מסר שבניסוי קליני נפרד, בחולי סרטן ריאה מבוגרים שמקבלים הקרנות, בוחנים החוקרים את הערכות FaceAge מול בדיקות של כוח ועתודות גופניות.
"להראות שתמונה מנבאת הישרדות זה לא אותו דבר כמו להראות שהיא מגלה משהו שהרופא לא יודע, וזה בתורו לא אותו דבר כמו להראות שהשימוש בתחזית משפר את הטיפול בחולים", אמרה סאריה. לדבריה, בניסוי הבא צריך לקחת את התחזית הטובה ביותר שאפשר להפיק מהמידע שכבר עומד לרשות הרופא, להוסיף לה את מודל הפנים ולבדוק בכמה היא משתפרת.
לנבא זה לא להסביר
בתגובה שהפיץ מרכז המדיה המדעית הבריטי, אמר בובר כי המחקר מספק ראיות משכנעות לקשר סטטיסטי בין מראה הפנים להישרדות של חולי סרטן שמקבלים הקרנות, אבל "לנבא תוצאה זה לא אותו דבר כמו להסביר אותה". לדבריו, למרות השימוש במונח "גיל ביולוגי", המודל מעריך גיל לפי מראה הפנים, ואינו מודד ישירות שום תהליך הזדקנות ביולוגי. הוא גם ציין שהמחקר לא בדק אם הבינה המלאכותית מזהה משהו שרופא לא היה מזהה, והערכות הרופאים לגבי הכושר והמצב הכללי של המטופלים לא נמדדו בו כלל. "זו הוכחת היתכנות מבטיחה, אבל הכלי עדיין לא מוכן לשימוש קליני", סיכם.
אישה חולת סרטן מקבלת כימותרפיה. אילוסטרציה
(צילום: shutterstock)
פירסון העלתה גם חשש מהטיה גזעית. "בכל פעם שמאמנים מודל על הפנים של אדם, מכניסים לתחזיות שלו, באופן מובלע, גם את הגזע של המטופל", אמרה. לדבריה, אם בני קבוצה מסוימת קיבלו לאורך השנים טיפול אונקולוגי פחות טוב, המודל עלול להטמיע את ההטיה הזו בתחזיותיו. פרופ' וילבר לאם מאוניברסיטת אמורי, שהגדיר את המחקר כמשכנע במיוחד, אמר ל-CNN שעדיין צריך לבדוק עד כמה הכלי מדויק בקבוצות אוכלוסייה שונות, למשל לפי מאפייני פנים, צבע עור וגיל, ושהתועלת הקלינית שלו תצטרך להוכיח את עצמה במחקרים שיעקבו אחר מטופלים מכאן והלאה.
החוקרים דיווחו שהמודלים שמרו על יכולת הניבוי בקבוצות גיל, מין ומוצא שונות, אבל כ-85% מהמטופלים בקבוצת הבדיקה של מודל ההישרדות היו לבנים, ומודל הגיל הבחין בין רמות הסיכון טוב יותר בקרב לבנים ואסייתים מאשר בקרב שחורים והיספנים. הם ציינו בעצמם שהנתונים נאספו רק מחולי סרטן, ובעיקר במרכזים במדינות עשירות. בינתיים, מאס ג'נרל בריגהאם כבר הגישה בקשה זמנית לפטנט אמריקני על הדור הבא של האלגוריתמים.
מאק משוכנע שזו רק ההתחלה. לדבריו, מחקרים נוספים יוכלו לבדוק אם ממצאים דומים מתקבלים גם אצל אנשים בריאים, ואין אמצעי זול יותר להפקת סמן ביולוגי ממצלמה או ממצלמת רשת. "אנחנו באמת מרגישים שזו תחילתו של תחום חדש לגמרי ברפואה", אמר. גם סאריה, למרות הסייגים, תיארה את המחקר כמתוחכם ועשוי היטב, ולדבריה הוא מראה שבפנים יש מידע בריאותי מדיד, שעד כה לא ידעו לכמת כראוי.
