Ученые проверили детский интеллект по МРТ — Naked Science
26.12.2019
Сколтех

Ученые проверили детский интеллект по МРТ

Группа исследователей из Центра по научным и инженерным вычислительным технологиям для задач с большими массивами данных (CDISE) Сколтеха приняла участие в международном конкурсе прогнозирования уровня интеллекта подростков по МРТ мозга. Для решения этой задачи ученые из Сколтеха впервые применили ансамблевые методы на основе 3D-сетей глубинного обучения.

Анализ активности мозга по снимкам МРТ / ©Пресс-служба Сколтеха

Результаты исследования были опубликованы в журнале Adolescent Brain Cognitive Development Neurocognitive Prediction.

В 2013 году Национальный Институт Здоровья (NIH, США) запустил самое масштабное исследование развития когнитивных способностей у подростков — Adolescent Brain Cognitive Development (ABCD). МРТ — распространенный способ получения изображений внутренних органов и тканей человека, который основан на явлении ядерного магнитного резонанса. Ученые заинтересовались возможностью предсказания уровня интеллекта на основании информации, полученной из МРТ снимков мозга. В базе, которой располагает NIH, хранятся более 11 тысяч структурных и функциональных МРТ снимков подростков 9-10 лет.

Исследователи из NIH запустили международное соревнование, основанное на базе данных NIH, впервые опубликованной для общего доступа. Участникам соревнования предлагалось построить предсказательную модель на основании изображений мозга. 
К соревнованию подключились ученые из Сколтеха. Ученые применили к работе с МРТ снимками нейронные сети. Для этого была построена архитектура сети, предполагающая применение к одним и тем же данным нескольких математических моделей для повышения точности прогноза. Для анализа МРТ был использован новый ансамблевый метод.

Основная задача проведенного в Сколтехе исследования связана с прогнозированием уровня интеллекта, который не зависит от уровня знаний и навыков, а характеризует биологические возможности нервной системы — коэффициент так называемого «текучего интеллекта». При этом измеряется не сам уровень текучего интеллекта, а целевая переменная, которая не зависит от возраста, пола, объема головного мозга и используемого МРТ сканера.

«Наша команда занимается в том числе и развитием методов глубинного обучения для задач машинного зрения для анализа данных МРТ. И в этом исследовании мы применяли ансамбли классификаторов на трехмерных сверхточных сетях: такой подход позволяет классифицировать изображение целиком, без предварительного снижения размерности, а значит и без потери информации», – рассказывает аспирантка CDISE Екатерина Кондратьева.

По результатам исследования была выявлена корреляция между уровнем «текучего» интеллекта ребенка и анатомией мозга. Точность прогнозирования пока далека от идеальной, тем не менее, модели, разработанные в рамках этого соревнования, позволят пролить свет на многочисленные аспекты когнитивного, социального, эмоционального и физического развития в подростковом возрасте. В дальнейшем данное направление исследований будет только развиваться.

Команда ученых-разработчиков из Сколтеха была приглашена представить новый метод на одной из самых престижных конференций по медицинской визуализации – MICCAI 2019, Шеньжень, Китай. 

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Сколковский институт науки и технологий — негосударственный технологический университет, расположенный в инновационном центре Сколково. Институт был создан в 2011 году при поддержке Массачусетского технологического института. Модель института предусматривает тесную интеграцию технологического образования, исследовательской работы и предпринимательских навыков. Институт ведёт обучение по программам магистратуры и PhD, рабочий язык — английский.
Вчера, 13:03
Мария Азарова

Исследование микробиома кишечника, проведенное японскими и американскими учеными, предоставляет один из потенциальных ключей к долголетию и лечению бактериальных инфекций.

6 часов назад
Ольга Иванова

Польские исследователи узнали, какой определяющий фактор стоит за убежденностью людей не вакцинироваться от коронавирусной инфекции.

Вчера, 21:19
Мария Азарова

Руководитель полетов Национального космического агентства США Зебулон Сковилл рассказал, чем обернулся для МКС инцидент с двигателями «Науки».

27 июля
Сергей Васильев

Окаменелости возрастом более 3,4 миллиарда лет могут быть остатками микробов-архей, живших и выделявших метан у гидротермальных источников на дне ископаемого моря.

28 июля
Мария Азарова

Член Северо-Западной организации Федерации космонавтики России Александр Хохлов рассказал о проблемах, сопровождающих модуль «Наука» на пути к МКС, и объяснил, почему на долгожданную стыковку будет всего одна попытка.

26 июля
Илья Ведмеденко

Египтяне провели учения, на которых французский истребитель Rafale одолел российский Су-35. Оба самолета принадлежат к четвертому поколению.

25 июля
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

13 июля
Ольга Иванова

Международная команда ученых идентифицировала ДНК из почвы в грузинской пещере. Благодаря этому исследователям удалось восстановить геном человека возрастом 25 тысяч лет, не имея никаких скелетных останков.

8 июля
Василий Парфенов

Подросток из бельгийского города Остенде стал вторым самым юным обладателем высшего образования в обозримой истории. Он с отличием окончил курс физики в Антверпенском университете и теперь собирается защитить магистерскую степень, а затем и докторскую диссертацию в этой области. Цель у него простая и понятная: увеличение продолжительности жизни человека вплоть до полного бессмертия за счет замены частей тела и органов механическими или искусственными.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: