Новый инструмент искусственного интеллекта, разработанный исследователями из Калифорнийского университета в Сан-Диего, призван решить одну из самых насущных проблем современной космической медицины — предсказание риска потери зрения у астронавтов. Проблема ухудшения остроты зрения в условиях микрогравитации, известная как нейроокулярный синдром, связанный с космическим полетом (SANS), долгое время оставалась малоизученной и непредсказуемой. По данным NASA, с ней сталкиваются до 60% членов экипажей длительных миссий.
Чтобы преодолеть дефицит медицинских данных об астронавтах, команда ученых использовала передовые методы глубокого обучения. Искусственный интеллект обучался на изображениях оптической когерентной томографии — высокоточных сканах зрительного нерва, полученных до и во время космических полетов. Для расширения ограниченной выборки каждое изображение было разбито на тысячи отдельных срезов, что позволило создать обширную базу данных для тренировки нейросети. Вычислительные мощности для проекта предоставил суперкомпьютер Expanse в Сан-Диего.
В итоге лучшая версия алгоритма продемонстрировала способность предсказывать развитие SANS с точностью до 82%, используя исключительно данные предполетного сканирования глаза. Для проверки модели исследователи также использовали данные экспериментов на Земле. В этих экспериментах невесомость имитировали с помощью длительного постельного режима, при котором голова человека находилась ниже ног. Модели, обученные на этих симуляционных данных, показали схожую эффективность, что подтверждает правдоподобность земных условий для изучения космических рисков.
С помощью визуальных тепловых карт ученые выяснили, что алгоритм последовательно фокусируется на специальных слоях сетчатки, участвующих в регуляции жидкостного баланса и внутриглазного давления. Это дает науке новые подсказки о биологических механизмах развития синдрома, которые до конца не ясны. Хотя разработка еще не готова для немедленного клинического применения, но уточненные версии инструмента могут лечь в основу персонализированных программ медицинского сопровождения для каждого астронавта, помочь в разработке мер противодействия и даже прогнозировать тяжесть изменений в ходе предстоящих длительных миссий на Луну и Марс.
Ранее Наука Mail рассказывала о самых необычных исследовательских центрах мира.
