Группа ученых под руководством Сары Липпе из Монреальского университета (Канада) разработала метод анализа электроэнцефалографии (ЭЭГ), который позволяет с беспрецедентной точностью определить так называемый возраст мозга — биологический показатель зрелости нервной системы ребенка.
В исследовании, опубликованном в журнале NeuroImage, ученые проанализировали ЭЭГ-данные 272 младенцев, включая 53 детей с макроцефалией — редким состоянием, при котором размер головы превышает норму, что связано с атипичным развитием мозга. Результаты показали, что новая модель глубокого обучения, использующая необработанные данные ЭЭГ, способна оценить возраст мозга с погрешностью менее 30 дней.
Электрическая активность мозга фиксируется с помощью ЭЭГ: на голове ребенка размещают электроды, которые регистрируют слабые колебания, возникающие при работе миллионов нейронов. Эти сигналы содержат ценную информацию о развитии мозга. Например, альфа-волны (6−9 Гц), связанные с вниманием и расслаблением, становятся более выраженными по мере взросления ребенка. Напротив, дельта-волны (0,5−2,5 Гц), характерные для младенцев и фаз глубокого сна, постепенно ослабевают по мере созревания мозга.
Алгоритмы глубокого обучения анализируют большие объемы ЭЭГ и находят скрытые закономерности, которые традиционные методы обработки данных могут упустить. В отличие от классических алгоритмов машинного обучения, которые требуют предварительного выделения отдельных характеристик сигнала, новая модель работает напрямую с «сырыми» данными.
Важно, что этот метод позволяет не только оценить биологический возраст мозга, но и выявить отклонения в его развитии. Например, у детей с макроцефалией наблюдались задержки формирования определенных паттернов мозговой активности по сравнению с другими младенцами. Это открывает новые возможности для ранней диагностики риска задержек речевого развития, аутизма, синдрома дефицита внимания и других нарушений нейроразвития.
Первые годы жизни — это фундамент, на котором строится вся последующая когнитивная и социальная деятельность человека. Ранняя диагностика и индивидуальное сопровождение способны существенно повлиять на дальнейшее развитие ребенка.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что искусственный интеллект обошел людей в умении ставить диагнозы.