Als Kind und Jugendlicher hatte ich häufig Kopfschmerzen, vielleicht auch Migräne. So genau wurde das nie diagnostiziert und therapiert. Ich kann mich noch gut daran erinnern, dass meine Eltern häufig niedrige Blutzuckerwerte vermuteten und mir rieten was zu essen. Ernährung und Migräne spielt so gesehen bei mir schon seit meiner Kindheit eine Rolle. Um so stolzer bin ich heute, dass ich als Teil von Perfood mit sinCephalea an der ersten DiGA gegen Migräne mitgearbeitet habe, die über eine personalisierte Ernährung prophylaktische Erfolge erzielt. Dieses Produkt ist nicht aus dem Nichts entstanden, sondern über Jahre und mit der Erfahrung aus großen Daten-Mengen und der Expertise vieler Blutzuckerexperten.

Auf den Blutzucker kommt es an, aber Blutzucker-Reaktionen sind individuell

Während meine Eltern nur vermuten konnten, dass mein Blutzucker niedrig ist, können wir es heutzutage verhältnismäßig einfach messen. Besonders gut geeignet sind dafür kontinuierliche Blutzuckersensoren, die man für bis zu 2 Wochen auf der Haut trägt und die alle 5 bis 15 Minuten einen Messwert liefern. So kann man heute ermitteln, ob der Blutzucker zu Beginn eines Migränekopfschmerzes niedrig ist. Nach dem heutigen Verständnis dieser Erkrankung ist es mit Eintreten des Kopfschmerzes allerdings schon zu spät, um mit Blutzuckersteigerungen effektiv Abhilfe zu schaffen. Die Migräneattacke hat schon früher begonnen und tritt nun in eine Phase, wo sie sich mit Kopfschmerzen bemerkbar macht. Blutzuckerwerte werden immer wieder verdächtigt eine Rolle beim Auslösen von Migräneattacken zu spielen. Dabei geraten insbesondere Schwankungen und insbesondere niedrigglykämische Phasen in den Fokus.

Eine Ernährung, die Blutzuckerwerte möglichst stabil hält und insbesondere größere Ausschläge nach oben oder unten vermindert, klingt daher nach einer aussichtsreichen Prophylaxe-Idee. Die Reaktionen des eigenen Blutzuckers auf Lebensmittel ist allerdings sehr individuell. Zwei unterschiedliche Menschen können auf dasselbe Nahrungsmittel sehr unterschiedlich und sogar entgegengesetzt reagieren. Während die eine Person auf eine Banane wenig reagiert und die andere Person stark, kann es bei einem Apfel für die beiden Personen andersherum sein. Durch Messungen mit kontinuierlichen Blutzuckersensoren und einem digitalen Ernährungstagebuch kann man genau diese Besonderheiten aufdecken. Ausgehend von der individuellen Ernährung identifiziert sinCephalea genau die Mahlzeiten, die für die größten Blutzuckerschwankungen verantwortlich sind. Diese zu meiden oder zu modizifieren ist Bestandteil der Migräne-Prophylaxe. Dies stellt meist eine verhältnismäßig kleine Intervention dar und ist daher auch als Langzeittherapie sehr gut machbar.

Der Blutzucker unterliegt vielen Einflussfaktoren. Einer der größten ist sicherlich die Ernährung. Durch die vielen Einflussfaktoren ist es allerdings für ungeübte Laien nicht einfach den Einfluss der letzten Mahlzeit auf die jetzigen Schwankungen zu erkennen. Gleichzeitig müssen diese Daten in der App natürlich automatisiert verarbeitet werden. Ein Schlüssel zum Erfolg von sinCephalea ist daher die automatische Interpretation vieler Daten aus unterschiedlichen Quellen. Und hier kommt die künstliche Intelligenz ins Spiel.

Die Rolle von künstlicher Intelligenz in der Migränetherapie

Von künstlicher Intelligenz ist in letzter Zeit viel zu hören. Dabei wird viel über die zahlreichen neuen Möglichkeiten gesprochen, aber auch viel über überraschende Fehler und das Erfinden von Fakten. Ich möchte an dieser Stelle genauer darauf eingehen, was eigentlich eine KI bei sinCephalea tut und wie wir mit möglichen Risiken umgehen.

Wir von Perfood haben im Laufe der Zeit Blutzuckerwerte gesammelt, die zusammengerechnet mehr als 200 Jahre abdecken. Zusätzlich haben wir mittels digitaler Ernährungstagebücher hunderttausende von Mahlzeiten erfasst. Über viele Monate hinweg haben Blutzuckerexperten manuelle Bewertungen vorgenommen, die im weiteren Verlauf von einem Algorithmus verwendet wurden, um den Einfluss der jeweiligen Mahlzeit auf den beobachteten Blutzuckeranstieg auszumachen. Genau diese Schritte werden bei uns heute durch den Einsatz von künstlicher Intelligenz voll automatisiert.

Dieser Einsatz ist abzugrenzen von generativen künstlichen Intelligenzen wie bspw. ChatGPT. Dort gibt es immer wieder das Phänomen, dass „Fakten“ erfunden und vehement verteidigt werden. sinCephalea enthält keine generative KI und ist nicht anfällig für das Erfinden von Fakten.

Wie erwähnt hat Perfood im Laufe der Zeit enorme Datenmengen gesammelt, die sich in Input-Daten (Daten zur Person, Blutzuckermessungen, Ernährungsdaten) und gewünschtem Output (Einschätzung des Einflusses der Mahlzeit auf den Blutzucker) unterteilen lassen. Gemäß dem üblichen Vorgehen beim maschinellen Trainieren von Modellen haben wir einen gewissen Prozentsatz der Daten zunächst beiseite gelegt. Mit dem anderen, größeren Teil der Daten haben wir das Modell angelernt. Dabei werden dem Modell schrittweise Input-Output-Paare gegeben. Für jeden Input generiert das Modell einen Output. Dieser Output liegt anfangs häufig weit weg vom gewünschten Ergebnis. Das Modell nimmt jedes Mal kleine interne Anpassungen vor, um das nächste Mal eher dem gewünschten Output zu entsprechen.

Dieser Vorgang läuft so lange, bis die Abweichungen zwischen tatsächlichem und gewünschten Output ausreichend klein sind. Dabei könnte das Modell zum Ziel kommen, indem es einfach auswendig lernt. Um das zu verhindern, nimmt man nun die Daten her, die man am Anfang zur Seite gelegt hatte und validiert damit, ob das Modell auch auf bisher unbekannte Daten wie gewünscht reagiert. Wenn auch das der Fall ist, hat man ein trainiertes KI-Modell, das mit einer gewissen Güte seine Aufgabe erfüllt.

Künstliche Intelligenz trifft auf evidenzbasierte Medizin

Aber welche Güte ist eigentlich gut genug? Wenn sich der Fehler der KI in derselben Größenordnung abspielt, in der auch unterschiedliche menschliche Experten zu unterschiedlichen Einschätzungen kommen, dann ist die Automatisierung des Prozesses sicherlich geglückt — wie es bei uns der Fall ist. Diese sehr objektiv gemessene Güte ist allerdings noch keine Garantie für eine prophylaktische Wirkung gegen Migräne.

Teil des Zulassungsprozesses einer digitalen Gesundheitsanwendung in Deutschland ist das Erbringen des Nachweises der angegebenen Wirkung (positiver Versorgungseffekt). Spätestens hier treffen KI-Algorithmen auf evidenzbasierte Medizin.

Perfoods zugelassene digitale Gesundheitsanwendung sinCephalea mit ihren zum Patent angemeldeten und auf KI-Methoden basierten Verfahren zum Erstellen individualisierter Ernährungsempfehlungen erfreut sich heute steigender Verschreibungszahlen und immer mehr Ärztinnen und Ärzte vertrauen auf eine Migräne-Prophylaxe mit sinCephalea. Und ich freue mich Teil eines Teams zu sein, dass es vielen Patientinnen und Patienten ermöglicht es mir gleich zu tun und die Migräne in den Griff zu bekommen.