Ученые НИЦ «Курчатовский институт» создали систему интеллектуального хранения, анализа и нейровизуализации экспериментальных нейробиологических данных магнитно-резонансной и функциональной магнитно-резонансной томографии. Новый подход позволяет значительно упростить и многократно ускорить процессы обработки и анализа информации благодаря суперкомпьютеру. Результаты этой работы опубликованы в журнале EPJ Web of Conferences.
Одной из ключевых задач современной нейробиологии является изучение структуры и функциональной активности различных зон головного мозга человека. Наиболее информативными методами исследования в этой области признаны МРТ (магнитно-резонансная томография) и фМРТ (функциональная магнитно-резонансная томография). Однако, до недавнего времени задачи интеллектуального хранения и обработки больших потоков нейробиологических данных МРТ и фМРТ оставались нерешенными. Совместная работа программистов, специалистов в области искусственного интеллекта и нейробиологов Курчатовского института позволила реализовать масштабный проект по созданию такой интеллектуальной системы.
«Уникальность новой системы заключается в том, что она полностью адаптирована для работы с большими потоками нейробиологических экспериментальных данных. Благодаря параллельным вычислениям на узлах суперкомпьютера обработка и анализ данных выполняется в шестьдесят раз быстрее по сравнению с обычным ПК», - отметила автор компьютерной модели системы, сотрудница лаборатории технологий искусственного интеллекта Курчатовского комплекса НБИКС-природоподобных технологий Ирина Енягина.
Интеллектуальная система объединила как традиционные методы и инструменты математического моделирования, так и уникальные вычислительные модели, разработанные сотрудниками НИЦ «Курчатовский институт». Она предоставляет широту выбора современных специализированных программных пакетов для работы с экспериментальными данными. Важнейшей составляющей интеллектуальной системы является блок нейровизуализации. Он позволяет исследователям оценить результаты анализа данных с помощью интерактивной трехмерной модели головного мозга испытуемого.
Система дает возможность выполнять научные исследования в области изучения анатомической структуры и функциональной нейрональной архитектуры головного мозга человека. Получаемые с ее помощью результаты важны как для научной деятельности, так и для медицинской практики. Помимо новых возможностей исследования человеческого мозга, они будут способствовать ускоренному развитию машинного обучения и интерфейсов «мозг-компьютер». В клинической практике интеллектуальная система анализа данных откроет новые возможности для ранней диагностики болезни Альцгеймера, аутизма, для диагностики инсультов и разработки программ реабилитации, а также будет востребована в психиатрии.
«На данном этапе система применяется для работы с экспериментальными результатами, полученными в лабораториях НИЦ «Курчатовский институт», а также с данными из открытых научных источников. При желании она может быть масштабирована для использования другими научными организациями и медицинскими учреждениями», - отметил заместитель начальника отдела нейрокогнитивных наук, интеллектуальных систем и робототехники Курчатовского комплекса НБИКС-природоподобных технологий Андрей Поляков.
В планы ученых входит дальнейшее развитие интеллектуальной системы и расширение ее функционала.
[Материалы для публикации предоставлены пресс-службой НИЦ "Курчатовский институт"]
