aihot  2017-06-17 00:00:41  未来医疗 |   查看评论   

IBM想要植入假的大脑在真实脑中预防癫痫发作

       谈论神经网络。

 

       在澳大利亚墨尔本,Stefan Harrer正在人工硬件大脑上运行一个人工软件脑,试图分析一个不是人为的大脑。 最终,他和他的同事设想将这三个大脑合并在一起,以便人工可以增加真实。

 

       Harrer是一位IBM研究员,驻留在该公司的澳大利亚研究实验室。 与墨尔本大学的神经科医生一起,他正在开发一个计算系统,可以分析你的脑电波,以预测癫痫发作。

 

       诀窍是Harrer和他的同事使用神经网络建立系统,计算机软件模拟人类大脑中的神经元网络。这是同一品种的神经网络,识别照片,你发布到Facebook,识别你的Android手机,你说的命令,等等。如果你把你母亲的照片喂进神经网络,它可以学会识别你的母亲。现在,Harrer正在向脑神经网络中提供脑波扫描,希望它能学会识别癫痫。

 

       “我们试图从所有背景噪声中提取所有有意义的信息,”Harrer说。 “我们希望能够检测特定患者的特定癫痫发作。

 

       但还有另一个伎俩。 Harrer和团队在一个名为TrueNorth的实验IBM芯片上运行这个神经网络,它像他们使用的神经网络一样,是建立在人类大脑的形象。因为它使用类似的架构,TrueNorth相当擅长运行神经网络。 Harrer和团队希望有一天能使用该芯片来构建一个可穿戴设备,它与大脑植入物协同工作,可以全天候监测癫痫发作,并在患者发生之前通知患者。

 

       Harrer说:“我们希望在一个可穿戴系统上做到这一点,你把它放在一个病人的主题上,并让它做实时分析,24/7。 “这是这项技术将会影响超越酷研究论文的唯一方式。

 

科学非小说

 

       这听起来像科幻小说。但在墨尔本大学,神经病学家已经进行了一项研究,其中较不复杂的植入物收集从癫痫患者的大约三年的EEG读数。这个数据,事实上,是Harrer和团队使用来训练他们的神经网络。

 

       从我们可以将一个(人工)神经网络连接到人体的时候,我们还有很长的路要走,Harrer的工作还在初步阶段,但这是最终的目标。这当然是可行的,根据斯坦福大学医学中心的神经病学家Kimford Meador说,他与澳大利亚的工作毫无关系。 “如果你在癫痫发作的起源附近有一个植入物,”Meador说,“你可以很可靠地检测它们。

 

       Harrer的项目,在同行评议的论文中描述,在5月的ACM计算前沿会议上提出,是公司和研究人员之间开展所谓的深层神经网络的一部分。随着Facebook和Google广泛使用深度神经网络,Twitter正在使用它们在其社交网络上识别色情内容。 Microsoft正在使用它们将Skype通话从一种语言翻译成另一种语言。加州大学伯克利分校的学者利用他们教授赢咖4拧紧瓶盖。不同的是,Harrer正在使用假脑来分析真实的脑电波,他正在尝试TrueNorth,这是一个尚未在公开市场上推出的芯片。

 

       Herrar的工作是特别有趣,因为今天的机器很难自动预测癫痫发作,部分是因为他们没有使用最新的AI。 “没有人真的将机器学习应用于这种任务,”Meador说。但是有一个明确的路径使用这样的机器学习。正如Meador解释的,在发生之前手动检测癫痫发作并不困难 - 至少在某些患者方面。所以,如果你有来自癫痫发作的数据,你应该能够教一个神经网络自己检测。感谢墨尔本大学早期的研究,Harrer和团队有数据。

 

       Meador说,更难的部分是试图预测提前发生的概率。这需要一些更深入的分析。但它也更有用,实际上,这是哈勒和他的同事在大学正在努力的一部分。墨尔本大学的神经学家马克·库克(Mark Cook)说,由于自从原始种植学研究以来出现了新的见解,他们“应该能够更深入地了解癫痫发作活动的基本结构。

 

固定断裂系统

 

       但是使所有这些实用的技术是TrueNorth芯片。如今,像Google,Facebook和Microsoft这样的公司通常在大规模计算机数据中心内的无数机器上运行他们的神经网络。他们训练数据中心内的神经网络。例如,当您允许Facebook识别照片中的人时,您的笔记本电脑,平板电脑或手机通过互联网与这些神经网络进行通信。使用TrueNorth,IBM旨在使其更容易在笔记本电脑,平板电脑或手机本身上运行神经网络,也可以在与您的头部植入物对话的可穿戴设备上运行。

 

       这个想法是,在检测到表示癫痫发作的脑波模式之后,设备会通过向您的智能手机发送无线信号来通知您。墨尔本大学高级研究员,与Harrer密切合作的Robert Freestone说,即使发生癫痫发作之前只有一点注意,也可能对患者有益。 “它可以给他们一种新的自由感,消除他们生活中的很多风险,”他说。该设备可以提供足够的通知,说,拉你的车在道路的一侧,然后发生癫痫发作。

 

       Harrer承认这个完整的警告系统还有很多年。但现代AI技术不断变得更聪明。他和他的合作者甚至认为,他们的植入物可以有一天被用来完全阻止癫痫发作:系统会检测到癫痫发作,并发出电脉冲,以阻止它。实质上,人工脑可能最终增强和改善真实的大脑。 “我们的目标是用机器代替破碎的神经系统,机器能够以非常自然的方式与大脑交互,”Freestone说。

 

       这也是完全可行的,斯坦福大学的Meador说。至少有一家硅谷公司已经提供了一种能够刺激大脑来抑制癫痫发作的装置,他说。但它不像Harrer设想的那样复杂。 “这可能让我们现在不能做的事情,”库克说。 “它为我们提供了一个更好的方式。

 

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