16.08.2022
Наш канал в Telegram: https://t.me/berzaru

Машинное обучение помогло изучить возрастные изменения мозга пожилых людей

Age-Related Changes in Functional Connectivity

Команда учёных из Университета Иннополис и БФУ имени И. Канта с помощью методов машинного обучения определила, как с возрастом изменяется связь различных отделов головного мозга и скоординированность их работы. Полученные данные полезны при разработке рекомендаций по сохранению работоспособности мозга у пожилых людей. Результаты исследования опубликованы в журнале Sensors.

В исследовании участвовали десять молодых 20—25 лет и десять пожилых людей 60—67 лет, которым в разных частях головы закрепили пятнадцать датчиков для записи энцефалограммы, чтобы изучить активность различных отделов мозга. Учёных интересовали теменная и лобная доли, двигательная кора мозга, поскольку они объединяют между собой нейроны, отвечающие за восприятие сигналов и за движения. Обе эти составляющие необходимы для нормального контроля человеком своих действий.

Авторы записывали активность мозга в двух условиях: когда участники находились в расслабленном состоянии и когда они по сигналу неоднократно сжимали руку в кулак. Полученные в результате эксперимента электроэнцефалограммы анализировались нейросетью глубокого обучения. С помощью нейросети учёные проверяли, устанавливается ли при выполнении заданий связь между моторными и сенсорными участками мозга, и насколько она сильная.

«Во время экспериментов мы увидели, что у пожилых испытуемых при выполнении простых движений рукой активизируется медленная нейронная активность в тета-диапазоне, который характерен при обучении и выполнении каких-либо действий впервые. Причиной такого явления может быть снижение пластичности мозга у людей старшего возраста. Она приводит к тому, что для выполнения даже простых и знакомых действий им требуется задействовать в работу больше нейронных связей, чем молодым людям. Наши результаты показали, что модель функциональной связности хорошо согласуется с современными представлениями о влиянии здорового старения на нейронную активацию. В дальнейшем мы планируем исследовать, помимо сенсомоторных, другие типы межнейронных взаимодействий в мозге», — рассказывает Елена Пицик, младший научный сотрудник Лаборатории нейронауки и когнитивных технологий Центра компетенций НТИ по направлению «Технологии компонентов робототехники и мехатроники» на базе Университета Иннополис, младший научный сотрудник Балтийского центра нейротехнологий и искусственного интеллекта.