الرئيسية الصحة و الطبابة نموذج الشبكات العصبية الاصطناعية لمعالجة التوحد

نموذج الشبكات العصبية الاصطناعية لمعالجة التوحد

نموذج الشبكات العصبية الاصطناعية لمعالجة التوحد
التعبير من خلال ملامح الوجه

يتعرف الكثير منا بسهولة على المشاعر التي يتم التعبير عنها في وجوه الآخرين. غالبًا ما يواجه الأشخاص المصابون بالتوحد وقتًا أكثر صعوبة في هذه المهمة. من غير الواضح لماذا. لكن بحثًا جديدًا نُشر في 15 يونيو في مجلة علم الأعصاب ، يلقي الضوء على الأعمال الداخلية للدماغ لاقتراح إجابة.

اقترح الباحثون في المقام الأول منطقتين في الدماغ حيث قد تكمن الاختلافات، تساهم منطقة على جانب دماغ الرئيسيات (بما في ذلك دماغ الإنسان) تسمى القشرة الصدغية السفلية (IT) في التعرف على الوجه. وفي الوقت نفسه ، تتلقى منطقة أعمق تسمى اللوزة المخية مدخلات من قشرة تكنولوجيا المعلومات ومصادر أخرى وتساعد في معالجة المشاعر.

شو وانج من جامعة واشنطن في سانت لويس ورالف أدولفز في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا. في إحدى التجارب ، عرضوا صورًا لوجوه للبالغين المصابين بالتوحد ولضوابط النمط العصبي. تم إنشاء الصور بواسطة برنامج لتختلف على طيف من الخوف إلى السعادة ، وسرعان ما حكم المشاركون على ما إذا كانت الوجوه تصور السعادة. بالمقارنة مع الضوابط ، يحتاج البالغون المصابون بالتوحد إلى مستويات أعلى من السعادة في الوجوه للإبلاغ عن السعادة.

نمذجة الدماغ

قام كار ، وهو عضو في مركز الأدمغة والعقول والآلات ، بتدريب شبكة عصبية اصطناعية ، وهي وظيفة رياضية معقدة مستوحاة من بنية الدماغ ، لأداء نفس المهمة. احتوت الشبكة على طبقات من الوحدات التي تشبه تقريبًا الخلايا العصبية البيولوجية التي تعالج المعلومات المرئية. تعالج هذه الطبقات المعلومات لأنها تنتقل من صورة إدخال إلى حكم نهائي يشير إلى احتمالية أن يكون الوجه سعيدًا.

وجد كار أن سلوك الشبكة يتطابق بشكل وثيق مع الضوابط النمطية العصبية أكثر من سلوك البالغين المصابين بالتوحد. خدمت الشبكة أيضًا وظيفتين أكثر إثارة للاهتمام. أولاً ، يمكن أن يقوم كار بتشريحها. قام بتجريد الطبقات وأعاد اختبار أدائها ، وقياس الفرق بين مدى توافقها مع عناصر التحكم ومدى توافقها مع البالغين المصابين بالتوحد.

كان هذا الاختلاف أكبر عندما كان الإخراج يعتمد على طبقة الشبكة الأخيرة. أظهر العمل السابق أن هذه الطبقة تحاكي في بعض النواحي قشرة تكنولوجيا المعلومات ، التي تقع بالقرب من نهاية خط أنابيب المعالجة البصرية البطني لدماغ الرئيسيات. تشير نتائج كار إلى تورط قشرة تكنولوجيا المعلومات في التفريق بين الضوابط النمطية العصبية والبالغين المصابين بالتوحد.

الوظيفة الأخرى هي أنه يمكن استخدام الشبكة لتحديد الصور التي قد تكون أكثر فاعلية في تشخيص التوحد. إذا كان الفرق بين مدى تطابق الشبكة مع الضوابط النمطية العصبية مقابل البالغين المصابين بالتوحد أكبر عند الحكم على مجموعة واحدة من الصور مقابل مجموعة أخرى من الصور ، يمكن استخدام المجموعة الأولى في العيادة لاكتشاف السمات السلوكية للتوحد.

يقول كار: “هذه نتائج واعدة”. ستظهر نماذج أفضل للدماغ ، “لكن في كثير من الأحيان في العيادة ، لا نحتاج إلى انتظار أفضل منتج على الإطلاق.”
بعد ذلك ، قام كار بتقييم دور اللوزة. مرة أخرى ، استخدم بيانات من وانج وزملائه. لقد استخدموا أقطابًا كهربائية لتسجيل نشاط الخلايا العصبية في اللوزة الدماغية للأشخاص الذين يخضعون لعملية جراحية لعلاج الصرع أثناء قيامهم بمهمة الوجه. وجد الفريق أنه يمكنهم توقع حكم الشخص بناءً على نشاط هذه الخلايا العصبية.

أعاد كار تحليل البيانات ، متحكمًا هذه المرة في قدرة طبقة الشبكة الشبيهة بقشرة تكنولوجيا المعلومات على التنبؤ بما إذا كان الوجه سعيدًا حقًا. الآن ، قدمت اللوزة القليل من المعلومات الخاصة بها. يستنتج كار أن قشرة تكنولوجيا المعلومات هي القوة الدافعة وراء دور اللوزة في الحكم على مشاعر الوجه.

شبكات عصبية

قام كار بتدريب شبكات عصبية منفصلة لمطابقة أحكام الضوابط العصبية والبالغين المصابين بالتوحد. نظر إلى نقاط القوة أو “أوزان” الروابط بين الطبقات النهائية وعقد القرار. كانت الأوزان في الشبكة المطابقة للبالغين المصابين بالتوحد ، سواء الأوزان الإيجابية أو “المثيرة” والسلبية أو “المثبطة” ، أضعف مما كانت عليه في شبكة التحكم في النمط العصبي المطابقة.

يشير هذا إلى أن الروابط العصبية الحسية لدى البالغين المصابين بالتوحد قد تكون صاخبة أو غير فعالة. لمزيد من الاختبار لفرضية الضوضاء ، والتي تحظى بشعبية في هذا المجال ، أضاف كار مستويات مختلفة من التقلبات إلى نشاط الطبقة النهائية في شبكة نمذجة البالغين المصابين بالتوحد. ضمن نطاق معين ، زادت الضوضاء المضافة بشكل كبير من التشابه بين أدائها وأداء البالغين المصابين بالتوحد. أدت إضافة الضوضاء إلى شبكة التحكم إلى نتائج أقل لتحسين تشابهها مع المشاركين الضابطين. يشير هذا أيضًا إلى أن الإدراك الحسي لدى المصابين بالتوحد قد يكون نتيجة لما يسمى بالدماغ “الصاخب”.

القوة الحسابية

بالنظر إلى المستقبل ، يرى كار عدة استخدامات للنماذج الحسابية للمعالجة المرئية. يمكن حثها بشكل أكبر ، وتقديم فرضيات قد يختبرها الباحثون على نماذج حيوانية.

يقول كار: “أعتقد أن التعرف على مشاعر الوجه هو مجرد قمة جبل الجليد”. يمكن استخدامها أيضًا لتحديد أو حتى إنشاء محتوى تشخيصي. يمكن استخدام الذكاء الاصطناعي لإنشاء محتوى مثل الأفلام والمواد التعليمية التي تشرك على النحو الأمثل الأطفال والبالغين المصابين بالتوحد. قد يقوم المرء بتعديل وحدات البكسل الوجهية وغيرها من وحدات البكسل ذات الصلة فيما يراه الأشخاص المصابون بالتوحد في نظارات الواقع المعزز ، وهو العمل الذي يخطط كار لمتابعته في المستقبل.

في النهاية ، كما يقول كار ، يساعد العمل في التحقق من فائدة النماذج الحسابية ، وخاصة الشبكات العصبية لمعالجة الصور، حيث يصيغون الفرضيات ويجعلونها قابلة للاختبار. هل يتطابق نموذج أو آخر بشكل أفضل مع البيانات السلوكية؟ يقول: “حتى لو كانت هذه النماذج بعيدة جدًا عن الأدمغة ، فهي قابلة للتزوير ، بدلاً من مجرد اختلاق القصص”. “بالنسبة لي ، هذه نسخة علمية أكثر قوة.” 1MIT News-Artificial neural networks model face processing in autism

فريق فلويد بيديا Floydpedia التصنيفات
الأديان الإبراهيمية
الإسلام والحياة
الحياة والمجتمع
التعليم
التاريخ
الجغرافيا
التغذية
الرياضة والبدن
الصحة والطبابة
العلوم والمعرفة
الأداب واللغات
التجارة والإقتصاد
التكنولوجيا والتقنيات
شخصيات وسير ذاتية
السياحة والسفر

 

المقال السابقالصيام المتقطع Intermittent Fasting
المقال التاليأهمية القراءة للطلاب