_ Cercetătorii formează o bancă de modele AI pentru a identifica semnalele de formare a memoriei în creier

O colaborare internațională de cercetare între Universitatea Vanderbilt și laboratorul de la Prida din Madrid din Institutul Cajal a condus la dezvoltarea de modele AI care detectează și analizează hipocampul ondulații, care sunt considerați biomarkeri ai memoriei.

Descoperirile cercetării, prezentate într-un articol apărut în Communications Biology, ar putea duce la noi oportunități de a detecta convulsii și modificări neuronale la persoanele cu boala Alzheimer și alte tulburări neurologice.

Kari Hoffman, profesor asociat de psihologie și inginerie biomedicală la Vanderbilt, și doctoratul ei. studentul Saman Abbaspoor a lucrat la studiu cu autorii principali Adrian Rubio și Andrea Navas Olive de la laboratorul de la Prida. Hoffman este, de asemenea, afiliat la Vanderbilt Brain Institute și Data Science Institute.

Așa cum subliniază cercetările grupului, studiul oscilațiilor creierului a adus o nouă înțelegere a funcției creierului. Ondulurile hipocampale sunt un tip de oscilații rapide care stau la baza organizării amintirilor. Ele sunt afectate în astfel de tulburări neurologice precum epilepsia și boala Alzheimer, așa că sunt considerate un biomarker electroencefalografic (EEG). Cu toate acestea, ondulațiile prezintă diverse caracteristici și proprietăți ale formei de undă care pot fi omise prin metodele spectrale standard.

Cercetătorii și-au propus să înțeleagă mai bine tiparele activității creierului, după ce oamenii de știință din comunitatea neuroștiințifică au cerut necesitatea de a automatizați, armonizați și îmbunătățiți mai bine detectarea ondulațiilor într-o serie de sarcini și specii. În studiu, autorii au folosit înregistrări obținute la șoareci de laborator pentru a antrena mai întâi o cutie de instrumente de modele de învățare automată.

Au testat apoi generalizarea modelelor folosind date de la primate non-umane care au fost colectate la Vanderbilt de către Abbaspoor și Hoffman ca parte a inițiativei BRAIN. Cercetătorii au descoperit că este posibil să se antreneze algoritmi de inteligență artificială în primul rând pe datele despre rozătoare și să gestioneze în continuare detectarea foarte precisă a ondulațiilor la primate, cu puțină sau deloc antrenament suplimentar, sugerând că modelele de inteligență artificială pot avea succes la oameni.

Setul de instrumente model a apărut ca urmare a unui hackathon, care a rezultat într-o listă scurtă pentru cele mai bune modele de detectare. Grupul a identificat peste 100 de modele posibile din diferitele arhitecturi care sunt acum disponibile pentru aplicare sau recalificare de către alți cercetători.

„Această bancă de modele AI va oferi noi aplicații în domeniul neurotehnologiei și poate fi utilă. pentru detectarea și analiza oscilațiilor de înaltă frecvență în patologii precum epilepsia, unde sunt considerate markeri clinici”, a spus Liset de la Prida, profesor de cercetare la Instituto Cajal, CSIC.

„Există un mare interes. în a profita de AI pentru a permite o mai mare precizie în detectarea stărilor de boală și pentru osciloterapie”, a adăugat Hoffman. „Aceste metode oferă promisiunea de a merge dincolo de detectarea „unde” în creier, dar și de a detecta și, în cele din urmă, de a corecta „când și cum” oscilopatiilor.”

(Fluierul)