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      MRI可以進(jìn)一步據(jù)測(cè)青少年大腦發(fā)育
      
			
      
				2019-12-28 09:06:47
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      Skoltech計(jì)算與數(shù)據(jù)密集型科學(xué)與工程中心(CDISE)的一組研究人員在國(guó)際基于MRI的青少年智能預(yù)測(cè)競(jìng)賽中排名第四。Skoltech的科學(xué)家們有史以來(lái)第一次使用基于深度學(xué)習(xí)3D網(wǎng)絡(luò)的集成方法來(lái)處理這一具有挑戰(zhàn)性的預(yù)測(cè)任務(wù)。他們的研究結(jié)果發(fā)表在《青少年腦認(rèn)知發(fā)育神經(jīng)認(rèn)知預(yù)測(cè)》雜志上。
      

      MRI可以預(yù)測(cè)兒童的智力水平
      

      2013年，美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院(NIH)在青少年大腦研究中啟動(dòng)了此類同類研究中的第一項(xiàng)大規(guī)模研究，即青少年大腦認(rèn)知發(fā)展(ABCD，abcdstudy.org/)，以了解青少年是否以及如何看待青少年的業(yè)余愛(ài)好和習(xí)慣影響他們進(jìn)一步的大腦發(fā)育。
      

      磁共振成像(MRI)是用于獲取人體內(nèi)部器官和組織圖像的常用技術(shù)?？茖W(xué)家們懷疑是否可以通過(guò)MRI腦圖像來(lái)預(yù)測(cè)智力水平。NIH數(shù)據(jù)庫(kù)包含9-10歲兒童的總計(jì)超過(guò)11,000幅結(jié)構(gòu)和功能MRI圖像。
      

      NIH科學(xué)家發(fā)起了一項(xiàng)國(guó)際競(jìng)賽，首次將龐大的NIH數(shù)據(jù)庫(kù)提供給廣大社區(qū)。參加者的任務(wù)是根據(jù)大腦圖像建立預(yù)測(cè)模型。作為比賽的一部分，Skoltech團(tuán)隊(duì)將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于MRI圖像處理。為此，他們建立了一個(gè)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，該體系結(jié)構(gòu)允許將多個(gè)數(shù)學(xué)模型應(yīng)用于同一數(shù)據(jù)以提高預(yù)測(cè)精度，并使用一種新穎的集成方法來(lái)分析MRI數(shù)據(jù)。
      

      在最近的研究中，Skoltech的研究人員專注于預(yù)測(cè)智力水平，即所謂的“流體智力”，它表征神經(jīng)系統(tǒng)的生物學(xué)能力，與獲得的知識(shí)或技能無(wú)關(guān)。重要的是，他們對(duì)流體智力水平和目標(biāo)變量都做出了預(yù)測(cè)，而與年齡，性別，大腦大小或使用的MRI掃描儀無(wú)關(guān)。
      

      “我們的團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了用于MRI數(shù)據(jù)分析的計(jì)算機(jī)視覺(jué)任務(wù)的深度學(xué)習(xí)方法，其中除其他外。在這項(xiàng)研究中，我們將分類器組合應(yīng)用于超精密神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的3-D：通過(guò)這種方法，我們可以將圖像分類為是，無(wú)需先減小其尺寸，因此也不會(huì)丟失有價(jià)值的信息。” CDISE博士解釋說(shuō)。學(xué)生，葉卡捷琳娜·康德拉季耶娃(Ekaterina Kondratyeva)。
      

      研究結(jié)果有助于發(fā)現(xiàn)孩子的“流體智力”與大腦解剖結(jié)構(gòu)之間的相關(guān)性。盡管預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性不盡如人意，但在這場(chǎng)比賽中產(chǎn)生的模型將有助于闡明青少年在認(rèn)知，社交，情感和身體發(fā)育方面的各個(gè)方面。這一研究領(lǐng)域肯定會(huì)繼續(xù)擴(kuò)大。
      

      Skoltech團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)邀在中國(guó)深圳舉行的世界上最負(fù)盛名的醫(yī)學(xué)影像會(huì)議之一MICCAI 2019上介紹了他們的新方法。
      
			

			
        
      
			
      
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