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El estudio utiliza el aprendizaje de máquina determinar redes personalizadas del cerebro en cabritos

El aprendizaje de máquina está ayudando a Penn que los investigadores del remedio determinan la talla y la forma de las redes del cerebro en los niños individuales, que pueden ser útiles para entender desordenes psiquiátricos. En un nuevo estudio publicado hoy en la neurona del gorrón, personas multidisciplinarias mostradas cómo las redes del cerebro únicas a cada niño pueden predecir la cognición. El estudio que utilizó técnicas de aprendizaje de máquina para analizar las exploraciones de resonancia magnética funcionales (fMRI) de la proyección de imagen de casi 700 niños, de adolescentes, y de adultos jovenes; es el primer para mostrar que la neuroanatomía funcional puede variar grandemente entre cabritos, y se refina durante el revelado.

El cerebro humano tiene una configuración de dobleces y de las cumbreras en su superficie que ofrecen los puntos de referencia en tierra físicos para encontrar áreas del cerebro. Las redes funcionales que regulan la cognición han sido estudiadas de largo en seres humanos alineándose configuraciones de la activación; el software del cerebro; al hardware de estos puntos de referencia en tierra físicos. Sin embargo, este proceso asume que las funciones del cerebro están situadas en los mismos puntos de referencia en tierra en cada persona. Esto trabaja bien para muchos sistemas de cerebro simples, por ejemplo, el movimiento que controla del sistema del motor está generalmente a la derecha al lado del mismo doblez específico en cada persona. Sin embargo, los estudios recientes múltiples en adultos han mostrado que ésta no es la caja para sistemas de cerebro más complejos responsables de la función ejecutiva al equipo de procesos mentales cuál incluye autodominio y la atención. En estos sistemas, las redes funcionales no se alinean siempre con los puntos de referencia en tierra físicos del cerebro de dobleces y de cumbreras. En lugar, cada adulto tiene su propio plan específico. Hasta ahora, era desconocido cómo tales redes persona-específicas pudieron cambiar que los cabritos crecen, o se relacionan con la función ejecutiva.

La parte emocionante de este trabajo es que podemos ahora determinar el plan espacial de estas redes funcionales en cabritos individuales, bastante que observando todo el mundo usando la misma aproximación de “una talla única”. Como adultos, encontramos que la neuroanatomía funcional varía bastante entre diversos cabritos; cada niño tiene una configuración única. También como adultos, las redes que varían la mayoría entre los cabritos son las mismas redes ejecutivas responsables de regular las clases de comportamientos que puedan aterrizar a menudo a adolescentes en agua caliente, como asunción de riesgos e impulsivity.”

Theodore D. Satterthwaite, Doctor en Medicina, autor mayor, profesor adjunto de la psiquiatría en la Facultad de Medicina de Perelman en la Universidad de Pensilvania

Para estudiar cómo las redes funcionales se convierten en niños y la función ejecutiva de los apoyos, las personas analizaban una muestra grande de los adolescentes y de los adultos jovenes (693 participantes, las edades 8 a 23). Estos participantes terminaron 27 minutos de la exploración del fMRI como parte de la cohorte de Philadelphia Neurodevelopmental (PNC) un estudio grande que fue financiado por el instituto nacional de la salud mental. Las técnicas de aprendizaje de máquina desarrolladas por el laboratorio del ventilator de Yong, del doctorado, de un profesor adjunto de la radiología en Penn y del co-autor en el papel, permitieron que las personas correlacionaran 17 redes funcionales en niños individuales, bastante que confiando en la situación media de estas redes.

Los investigadores entonces examinados cómo estas redes funcionales desarrolladas sobre adolescencia, y fueron relacionados con el funcionamiento en una batería de pruebas cognoscitivas. Las personas encontraron que la neuroanatomía funcional de estas redes fue refinada con edad, y permitieron que los investigadores predijeran cómo es viejo un niño con un alto nivel de exactitud.

“El plan espacial de estas redes predijo cómo los buenos cabritos estaban en las tareas ejecutivas,” dijo a Zaixu Cui, doctorado, persona postdoctoral en el laboratorio de Satterthwaite y autor del papel el primer. Los “cabritos que tienen más “propiedades inmobiliarias” en su corteza dedicada a las redes responsables de la función ejecutiva de hecho se realizaron mejor en estas tareas complejas.” En cambio, la juventud con una función ejecutiva más inferior tenía menos de su corteza dedicada a estas redes ejecutivas.

Tomados juntos, estos resultados ofrecen una nueva cuenta de la plasticidad y de la diversidad de desarrollo y destacan el potencial para el progreso en diagnósticos personalizados y la terapéutica, los autores dijo.

“Las conclusión nos llevan a las preguntas interesantes con respecto a la biología de desarrollo de cómo se forman estas redes, y también ofrecen el potencial para personalizar tratamientos neuromodulatory, tales como estímulo del cerebro para los problemas de la depresión o de la atención,” dijo a Satterthwaite. ¿“Cómo estos sistemas se colocan en el primer lugar? ¿Podemos conseguir una mejor reacción para nuestros pacientes si utilizamos el neuromodulation que se apunta usando sus propias redes personales? El centrarse en las características únicas del cerebro de cada persona puede ofrecer una manera importante adelante.”