Az Neumann Társaság blogja a legfejlettebb infokom technológiákról

Jelenből a Jövőbe

Jelenből a Jövőbe

Algoritmus tanulmányozza az agy huzalozását

2022. július 07. - ferenck

Indiai és brazil kutatók az emberi agy különböző részei közötti kapcsolatokat tanulmányozó algoritmust fejlesztettek. Rendeltetése, hogy jobban megismerjük az agy huzalozását.

Diffúziós mágneses rezonanciás képalkotással (dMRI) generált nagymennyiségű adat elemzésében segít. Kb. 150-szer gyorsabb, mint egy desktop gépen futó átlagos algoritmus, de a csúcsalgoritmusoknál is jóval nagyobb tempóban dolgozik.

A keresett mintázatok állatoknál invazív technológiákkal vizsgálhatók, embereknél viszont dMRI-t használnak a fehérállomány mintáival kapcsolatos következtetésekhez. Tudósok a molekulák nyomon követésével átfogó térképet készíthetnek az agyi idegsejtek közötti kapcsolatokról, a kapcsolatok alkotta hálózatokról.

brain_2.jpg

A kutatók elmondták, hogy az összeköttetések meghatározása ugyan nehéz, az „információs autópálya” – ahol az agyban áramlanak az adatok – forgalmi mintázatait figyelve próbálnak következtetéseket levonni. Ezen az autópályán a molekulák a járművek.

Például megnézik a vízmolekulák mozgását, és próbálják kiszámítani belőlük a huzalok helyét. Ezek a molekulák az agy különféle részeit összekapcsoló kábelek (axonok – az idegsejtek sajátos, leghosszabb nyúlványai) mentén mozognak. Az útvonal mérésével kikövetkeztethetők az összekötött területek.

Mindehhez rengeteg számítás kell, amelyeket hatékonyan használt GPU-kkal hajtanak végre (a GPU a grafikus vezérlőkártya központi egysége). Korábban órákig, napokig tartó feladatokat másodpercek alatt képesek elvégezni.

Információs hálózatok pontos azonosításához, hagyományos algoritmusok egyeztették az előrejelzett és a megfigyelt dMRI jeleket. Optimalizáláshoz is fejlesztettek hasonló algoritmust (LIFE-nak hívják), de mivel klasszikus CPU-kkal működött, túl időigényesek voltak a számítások.

Az új kutatáshoz a LIFE-ot újratervezték, hogy GPU-kon is működjön, amellyel – a redundáns kapcsolatok eltüntetése mellett – jelentősen felgyorsultak a számítások.

Az algoritmust az egészségügy több területén alkalmazhatják, például a diagnosztikában és a viselkedéstudományban játszhat fontos szerepet.

A bejegyzés trackback címe:

https://jelenbolajovobe.blog.hu/api/trackback/id/tr9717875463
süti beállítások módosítása