تصویربرداری پیشرفته مغز با هوش مصنوعی و یادگیری عمیق

به گزارش ایران اکونومیست به نقل از پایگاه خبری «تک‌اکسپلور» ، «ام‌آرآی» ، الکتروانسفالوگرافی (نوار مغزی) و مغناطیس‌نگاری مغزی یا مگنتوانسفالوگرافی از مدت‌ها پیش به عنوان ابزارهایی برای مطالعه و بررسی فعالیت مغز عمل کرده‌اند، اما محققان دانشگاه «کارنگی ملون» (پنسیلوانیا آمریکا) یک فناوری جدید تصویربرداری مغزی بر مبنای هوش مصنوعی ابداع کرده اند که می‌تواند با سرعت بالا ، وضوح بالا و هزینه پایین، تصویری از فعالیت الکتریکی سریع‌التغییر مغز تهیه کمد.  

این پیشرفت بدنبال بیش از ۳۰ سال تحقیقات در این دانشگاه با هدایت دکتر «بن هی» استاد مهندسی بیوپزشکی در زمینه راه های بهبود فناوری‌های تصویربرداری پویا از مغز حاصل شده است.

فعالیت الکتریکی مغز در مسیرهای سه بعدی مغز توزیع می‌شود و با گذر زمان به سرعت تغییر می‌کند. تلاش های زیادی برای تصویربرداری از فعالیت مغز ابداع شده که هر کدام مزایا و معایب خود را دارد. به عنوان مثال ، روش «ام آر آی» از سرعت کافی برای ثبت پویایی‌های مغز برخوردار نیست. نوار مغزی هم جایگزینی برای ام آر آی است، اما وضوح پایین آن یکی از موانع اصلی برای کاربرد گسترده آن بوده است.

«هی» و گروه محققان او در کار علمی جدید که به تازگی اعلام شده است، اولین متدلوژی پویا (دینامیک) تصویربرداری از مغز بر مبنای هوش مصنوعی را معرفی کرده‌اند که پتانسیل تصویربرداری از دینامیک‌های مدارهای عصبی با سرعت و دقت بالا را دارد.

وی گفت: گروه ما برای اولین بار هوش مصنوعی و مدل‌های مغزی چند مقیاسی را وارد این عرصه کرده است. در این رویکرد با استفاده از شبکه‌های عصبی بیوفیزیکال از رویکرد یادگیری عمیق برای آموزش دادن به یک شبکه عصبی استفاده می‌کنیم که سپس می‌تواند سیگنال‌های EEG را بدون مداخله انسان به فعالیت مدار عصبی در مغز باز گرداند.

در این کار تحقیقاتی که نتایج آن به تازگی در نشریه PNAS منتشر شده است، عملکرد این رویکرد جدید از طریق تصویربرداری از واکنش‌های شناختی و حسی مغز در ۲۰ داوطلب بررسی شد. رویکرد جدید هوش مصنوعی عملکرد بهتری نسبت به شیوه‌های متعارف قبلی داشته است.

این گروه تحقیقاتی در نظر دارد در گام بعدی آزمایش‌های بالینی بزرگتری انجام دهد تا بتواند این شیوه را به اجرای بالینی نزدیک‌تر سازد.