ИИ-модели научились находить в мозге сигналы формирования памяти

Международная коллаборация Университета Вандербильта и лаборатории де ла Приды в Институте Кахаля создала ИИ-модели для обнаружения и анализа гиппокампальных рипплов — колебаний, считающихся биомаркерами памяти.

Исследование, опубликованное в Communications Biology, может открыть новые возможности для обнаружения приступов и нейронных изменений при болезни Альцгеймера и других неврологических расстройствах.

• Изучение мозговых колебаний (осцилляций) расширило понимание функций мозга.
• Гиппокампальные рипплы — это быстрые колебания, лежащие в основе организации памяти.
• Они нарушаются при таких заболеваниях, как эпилепсия и болезнь Альцгеймера, и считаются электроэнцефалографическим (ЭЭГ) биомаркером.
• Однако стандартные спектральные методы могут пропускать различные особенности формы и свойств рипплов.

Ученые обучили набор (toolbox) моделей машинного обучения на записях активности мозга лабораторных мышей. Затем они проверили обобщающую способность моделей на данных нечеловекообразных приматов, собранных в Университете Вандербильта в рамках инициативы BRAIN Initiative.

Ключевой результат: ИИ-алгоритмы, обученные в основном на данных грызунов, с высокой точностью обнаруживали рипплы у приматов практически без дополнительного обучения. Это указывает на потенциальную успешность моделей для работы с данными человека.

Набор моделей был отобран в ходе хакатона. Из различных архитектур было идентифицировано более 100 возможных моделей, которые теперь доступны для применения или дообучения другими исследователями.

«Этот банк ИИ-моделей найдет новые применения в области нейротехнологий и может быть полезен для обнаружения и анализа высокочастотных осцилляций при таких патологиях, как эпилепсия, где они считаются клиническими маркерами», — заявила Лисет де ла Прида.

«Существует большой интерес к использованию ИИ для повышения точности обнаружения патологических состояний и для осциллотерапии. Эти методы обещают выйти за рамки обнаружения "где" в мозге, чтобы также обнаруживать и, в конечном итоге, корректировать "когда и как" осцилопатий», — добавила Кари Хоффман.