fbpx
  • Нейросеть позволила исследовать влияние опухолей головного мозга на коннектом

    Нейронную сеть обучили по снимкам МРТ определять опухоли головного мозга, которые могут быть настолько маленькими, что их не заметит врач. На основе полученных данных удалось связать наличие доброкачественной опухоли у пациента с когнитивными нарушениями.

    На сегодняшний день более 700 000 американцев имеют опухоль головного мозга. Около 70% из них являются доброкачественными, и большинство пациентов живут с ними всю жизнь. Однако влияние даже доброкачественных опухолей на здоровье пациентов является слабо изученным. Опухоли головного мозга диагностируются с помощью МРТ. Однако, если опухоль слишком маленькая, врач может ее не заметить. Технологии машинного обучения позволили решить эту проблему, позволяя выявлять опухоли головного мозга с большей точностью и давая возможность пациенту как можно раньше получить лечение.

    Помимо идентификации опухолей, нейронная сеть, написанная в Jupyter, позволила исследовать их действие на коннектом – сеть нейронных связей в головном мозге, обуславливающую возможность человека запоминать, обучаться и двигаться. В частности, удалось установить положительные корреляции у здорового пациента между гиппокампом, отвечающим за память и обучение, и ипсилатеральным полушарием, которое отвечает за координацию конечностей. В то же время у пациента с опухолью не было обнаружено никаких корреляций. У исследуемого больного это приводило к трудностям с запоминанием того, как выполнять определенные задачи, например, поднимать предметы.

    Матрицы корреляций у здорового (первый столбец) и больного пациента (второй столбец). Третий столбец: разность двух матриц.

    Также было установлено, что опухоль нарушает нейронную активность в состоянии покоя и ее влияние на внутриполушарную область мозга. В этом исследовании здоровый мозг имел положительные корреляции между квадрантами во внутриполушарном пространстве. Эта часть мозга отвечает за коммуникацию и слуховые процессы. Таким образом, у здорового пациента в состоянии покоя слуховые способности увеличиваются. У больного пациента, наоборот, появились отрицательные корреляции между квадрантами (см. рис.). В отличие от предыдущего эксперимента, где происходил полный разрыв нейронных связей, опухоль мозга изменила нейронную активность: вместо увеличения восприимчивости к звуку она уменьшилась.

    Понимание влияния опухолей головного мозга на коннектом позволяет разрабатывать новые методы лечения для уменьшения негативных последствий. Полученные данные позволяют персонализировать лечение для каждого пациента с целью минимизировать воздействие опухоли на коннектом.

    Подписаться
    Уведомить о
    guest
    0 Comments
    Межтекстовые Отзывы
    Посмотреть все комментарии