ИИ нашёл по МРТ ранее неизвестные изменения в мозге спортсменов
На иллюстрации — карта нейронных путей в мозге, построенная томографом. Для создания яркого образа использовали МРТ-детерминированную трактографию. Это один из методов визуализации, доступных в Нью-Йоркском университете Лангоне (NYU Langone Health). Томограф помогает врачам планировать сложные нейрохирургические процедуры. А новый инструмент искусственного интеллекта (ИИ) помог определить невидимые прежде повреждения мозга у студентов-спортсменов.
Разработанный вузовскими исследователями метод на основе ИИ способен эффективно распознать травмы, которые упускает из виду традиционная медицинская визуализация. Коллектив учёных считает, что технология поможет лучше понять, как незначительные повреждения головного мозга со временем влияют на умственные способности.
Экспертам, да и большинству людей, уже давно известно о риске сотрясений мозга. Подобные травмы типичны для контактных видов спорта, таких как футбол, особенно американский. Есть данные, что повторные удары головой, даже незначительные, со временем могут привести к снижению мыслительных способностей. Усовершенствованная МРТ позволяет выявлять микроскопические изменения в структуре мозга после сотрясения. Однако сканирование в томографе выдаёт много данных, которые бывает трудно распознать.
Новую технологию с машинным обучением применили для доскональной сверки головного мозга двух групп игроков — в состязаниях которых были столкновения и прочих. Нейрорадиологи изучили сотни изображений мозга 81 спортсмена из колледжа. Их них 36 были игроками в контактные виды спорта, в основном футболисты, и 45 спортсменов из неконтактных видов спорта, в основном бегуны и бейсболисты. Учёные обнаружили в мозге первой группы небольшие структурные изменения — это были признаки неоднократных ударов головой. Самое интересное, что ни у кого из участников исследования прежде не диагностировали сотрясение мозга.
— Ивонн Луи, нейрорадиолог, старший автор исследования.
В ходе проекта учёные разработали статистические методы, благодаря которым программа прогнозировала подверженность повторным ударам головой. По мере того как учёные вводили больше данных, математическая модель становилась «умнее». Программа также смогла распознать необычные особенности в ткани мозга и определить разницу между спортсменами с повторными сотрясениями и без них.
В работе помогали два показателя: средняя диффузность и средний эксцесс. Первый их них измерял, насколько легко жидкость может проходить через ткани мозга, он часто используется при МРТ для выявления инсультов. А средний эксцесс по сложности структур мозговой ткани может выявить изменения в отделах мозга, ответственных за обучение, память и эмоции.
Поскольку в завершённом исследовании участвовали только мужчины, следующий этап для нейрорадиологов — проанализировать программой машинного обучения состояние спортсменок.
Разработанный вузовскими исследователями метод на основе ИИ способен эффективно распознать травмы, которые упускает из виду традиционная медицинская визуализация. Коллектив учёных считает, что технология поможет лучше понять, как незначительные повреждения головного мозга со временем влияют на умственные способности.
Экспертам, да и большинству людей, уже давно известно о риске сотрясений мозга. Подобные травмы типичны для контактных видов спорта, таких как футбол, особенно американский. Есть данные, что повторные удары головой, даже незначительные, со временем могут привести к снижению мыслительных способностей. Усовершенствованная МРТ позволяет выявлять микроскопические изменения в структуре мозга после сотрясения. Однако сканирование в томографе выдаёт много данных, которые бывает трудно распознать.
Новую технологию с машинным обучением применили для доскональной сверки головного мозга двух групп игроков — в состязаниях которых были столкновения и прочих. Нейрорадиологи изучили сотни изображений мозга 81 спортсмена из колледжа. Их них 36 были игроками в контактные виды спорта, в основном футболисты, и 45 спортсменов из неконтактных видов спорта, в основном бегуны и бейсболисты. Учёные обнаружили в мозге первой группы небольшие структурные изменения — это были признаки неоднократных ударов головой. Самое интересное, что ни у кого из участников исследования прежде не диагностировали сотрясение мозга.
Наши результаты выявили существенные различия между мозгом занимающихся контактными видами спорта и тех, кто соревнуется в бесконтактных
— Ивонн Луи, нейрорадиолог, старший автор исследования.
В ходе проекта учёные разработали статистические методы, благодаря которым программа прогнозировала подверженность повторным ударам головой. По мере того как учёные вводили больше данных, математическая модель становилась «умнее». Программа также смогла распознать необычные особенности в ткани мозга и определить разницу между спортсменами с повторными сотрясениями и без них.
В работе помогали два показателя: средняя диффузность и средний эксцесс. Первый их них измерял, насколько легко жидкость может проходить через ткани мозга, он часто используется при МРТ для выявления инсультов. А средний эксцесс по сложности структур мозговой ткани может выявить изменения в отделах мозга, ответственных за обучение, память и эмоции.
Поскольку в завершённом исследовании участвовали только мужчины, следующий этап для нейрорадиологов — проанализировать программой машинного обучения состояние спортсменок.
- Дмитрий Ладыгин
- nyulangone.org
Наши новостные каналы
Подписывайтесь и будьте в курсе свежих новостей и важнейших событиях дня.
Рекомендуем для вас
Контрабандисты оккупировали Восточную Африку: зачем черных муравьев тайно вывозят в Китай и Европу?
Эксперты предупреждают: такой вывоз в итоге закончится непоправимой экологической катастрофой...
В мире заканчивается речной песок: чем это грозит человечеству?
Ученые говорят, что это самая не замечаемая, а оттого опасная проблема, которая уже касается миллионов людей...
К 2060 году половина плотин в мире выйдет из строя: США — главные в черном списке
Эксперты говорят: если не принять меры, часть Соединенных Штатов может полностью опустеть...
В России снова захотели строить железную дорогу в Индию: почему не удались прошлые попытки?
Эксперты говорят: дерзкий проект мог бы принести российской казне миллиардные прибыли...
За рамками науки: дети, которые помнят свои прошлые жизни
Ученые говорят, что феномена реинкарнации нет, но факты утверждают обратное...
Кольца на деревьях раскрыли тайну гибели последней империи кочевников в Евразии
Поразительно, но падение Джунгарского ханства началось за тысячи километров от Азии, в Северной Атлантике...
Немецкий ученый был главным в секретной ракетной программе: однажды он вышел из кабинета и исчез навсегда
Как операция «Дамоклов меч» пресекла главную военную операцию целого государства...
Самый наглый археологический фейк в истории: итальянец 20 лет показывал туристам фальшивый амфитеатр Цезаря
Судебный процесс длилось почти десятилетие, но даже сейчас эта история очень далека от завершения...
Тайна огней Марфы, 150 лет не дававшая покоя ученым, похоже, разгадана
Болотный газ? Огни святого Эльма? НЛО? Ответ оказался намного проще и сложнее одновременно...
«Сувенир» от неандертальцев: секреты этих мутаций не разгаданы до конца
Они живут в ДНК 47 000 лет, но почему их совсем нет у африканцев, зато много у жителей Южной Азии...
Этим книгам осталось жить считаные дни: кто охотится на очень редкие экземпляры, а затем уничтожает их?
Эксперты бьют тревогу: это, пожалуй, самый циничный поворот в истории книгопечатания...
Авокадо ежедневно меняет пол, и исследователи, наконец, выяснили, как именно
Почему селекционеры и ботаники ждали этого открытия более 100 лет?...