Нейросеть моделирует разрушение мозга при деменции, постепенно утрачивая речь
Наука 21 февраля 2024

Нейросеть моделирует разрушение мозга при деменции, постепенно утрачивая речь

Далее

Ученые создали вычислительную модель, которая воспроизводит утрату навыков при семантической деменции. Об исследовании «Хайтеку» сообщила пресс-служба НИУ ВШЭ.

Международная группа исследователей разработала вычислительную модель, имитирующую семантическую деменцию. Нейронная сеть моделирует процессы в областях мозга, которые наиболее важны для языковой функции. Модель показывает, что мозг больных сначала забывает смысл слов, обозначающих предметы, а затем — обозначающих действия. Анализ заболевания поможет в поисках лечения.

Семантическая деменция — тяжелое нейродегенеративное заболевание, при котором человек постепенно утрачивает способность понимать смысл слов. Чтобы помогать пациентам, а в перспективе предотвращать тяжелое течение ззаболевания, врачам и ученым нужно понимать природу заболевания и его нейрональные механизмы. Но для процессов связанных с речью в природе отсутствуют модели для анализа.

Исследователи создали компьютерную модель мозга, которая максимально точно имитирует языковую функцию, исходя из биологического представления о том, какие зоны мозга участвуют в языковых процессах и как они связаны между собой. Модель научили узнавать и понимать различные слова, а затем на ней стали имитировать различные повреждения мозговых тканей, чтобы посмотреть, что происходит с мозгом при развитии семантической деменции.

Чтобы понять, что происходит на разных этапах заболевания, модели наносили «травмы» различной степени тяжести: сначала легкие повреждения, имитирующие раннюю стадию деменции, затем более сильные. При этом эксперимент запускали в двух вариантах, имитируя повреждения в сером и в белом веществе.

Результаты подтвердили данные клинических исследований, что при семантической деменции происходит деградация тканей в различных областях мозга, причем не только в зонах, ключевых для понимания речи, но и в тех, которые отвечают за двигательную активность и восприятие объектов. Модель показала, что разрушения могут затрагивать как серое вещество, так и проводящие пути, причем в последнем случае это приводит к более серьезным проблемам.

Мы увидели, что более серьезные нарушения происходят именно при повреждении связей между различными участками мозга. А кроме того, мы убедились, что слова, связанные с объектами, то есть существительные, выпадают из лексикона быстрее, чем обозначающие действия, то есть глаголы.

Эти результаты подсказывают нам, в какую сторону смотреть при работе с пациентами, чтобы сделать шаг в направлении лучшей диагностики и лечения семантической деменции.

Юрий Штыров, ведущий научный сотрудник Института когнитивных нейронаук НИУ ВШЭ, соавтор исследования

Читать далее:

Ученые изменили мнение о прошлом Марса

Наземные лазеры помогут доставить людей на Марс за недели, а не месяц

Новую форму магнетизма обнаружили в обычных материалах

На обложке: Изображение от atlascompany на Freepik