Innowacyjne technologie pomagają rozwikłać złożoną relację wzroku i mózgu.

Innowacyjne technologie pomagają rozwikłać złożoną relację wzroku i mózgu.

Obszary mózgu odpowiadające za widzenie mogą się uczyć i dostosowywać do stale zmieniającego się środowiska wizualnego. Poprawa naszego stanu wiedzy o stabilności i plastyczności tych obszarów mózgu może wesprzeć rozwój innowacji w dziedzinie opieki zdrowotnej i technologii, takiej jak sztuczna inteligencja.

Gwałtowny rozwój multimediów oraz technologii regeneracyjnych, takich jak implanty siatkówki, stwarzają potrzebę lepszego zrozumienia naturalnych mechanizmów umożliwiających widzenie. Dzięki wsparciu programu „Maria Skłodowska-Curie” projekt NextGenVis miał za zadanie umożliwić zrozumienie zdolności adaptacyjnych układu wzrokowego oraz sposobu, w jaki związane z jego pracą neurony mogą ulegać reorganizacji.

Szkolenie nowego pokolenia neuronaukowców w dziedzinie wzroku

Aby osiągnąć zamierzone cele, program szkoleń naukowych projektu NextGenVis sfinansował dla 15 doktorantów z całej Europy możliwość prowadzenia prac nad istotnymi kwestiami związanymi z procesem widzenia u ludzi. Projekt łączył w sobie unikalną wiedzę fachową i zasoby z dziedziny obrazowania mózgu, psychologii, neurologii, okulistyki i informatyki. Jak wyjaśnia koordynator projektu, prof. Frans Cornelissen: „Naszym celem było wyszkolenie kolejnego pokolenia neuronaukowców w dziedzinie wzroku oraz podłożenie podwalin pod przyszłe odkrycia i innowacje z zakresu neuronauki, neurologii i okulistyki”.

Doktoranci zajęli się różnorodną tematyką, począwszy od podstawowych pytań klinicznych dotyczących chorób oczu i mózgu, po modele obliczeniowe procesów widzenia, które dostarczają informacji dla gwałtownie rozwijającej się dziedziny uczenia maszynowego. Niezawodne algorytmy głębokiego uczenia się, które bardziej precyzyjnie odwzorowują pracę ludzkiego mózgu, mogą pomóc lepiej zrozumieć naturę kory wzrokowej. Celem projektu było zrozumienie układu wzrokowego jako całości, w tym oczu, szlaków wzrokowych i mózgu.

Pionierskie prace dostarczają niezwykle szczegółowych informacji o wzrokowych obszarach mózgu

Sieć współpracy w ramach projektu dostarczyła obiecujących wyników. Niektóre z nich przełożą się bezpośrednio na rozwiązania rynkowe. Procedura szybkiej oceny oparta na śledzeniu ruchu gałek ocznych może potencjalnie zrewolucjonizować pewne aspekty wczesnych badań przesiewowych wzroku oraz poprawić diagnostykę jaskry, a także wielu innych chorób neurologicznych i chorób oczu. Ponadto opracowano opartą na funkcjonalnym rezonansie magnetycznym (fMRI) technikę mapowania pola recepcyjnego populacji neuronów. Pomogła ona poprawić precyzję, z jaką możemy ocenić stan mózgu. Badacze stworzyli też najnowocześniejszą procedurę umożliwiającą dokładną analizę funkcjonowania mózgu, która pomaga lepiej poznać przepływ informacji między poszczególnymi warstwami mózgu.

Technika fMRI została wykorzystana do oceny aktywności mózgu, co miało na celu wsparcie procesu rehabilitacji pacjentów z zanikiem korowym tylnym (chorobą mózgu związaną z upośledzeniem wzroku i zdolności skupienia, która może być prekursorem choroby Alzheimera). Aby wesprzeć proces diagnozowania utraty wzroku i pacjentów z albinizmem (wrodzoną chorobą charakteryzującą się obniżoną ilością pigmentu w oczach i skórze), badacze z powodzeniem przeprowadzili pomiary nerwów wzrokowych przy pomocy rezonansu magnetycznego. Rezonans magnetyczny i technikę fMRI wykorzystano także do mapowania zarówno strukturalnych, jak i wzrokowych funkcji mózgów pacjentów z daltonizmem. Jednocześnie naukowcy wykazali, że proces monitorowania wzroku może być wykorzystany na potrzeby diagnozowania chorób neurodegeneracyjnych, takich jak choroba Parkinsona.

Aby lepiej zrozumieć w jaki sposób funkcjonują obszary mózgu odpowiedzialne za procesy widzenia, badacze projektu NextGenVis ocenili proces przetwarzania informacji wzrokowych o twarzach, co jest parametrem ważnym z punktu widzenia interakcji społecznych. Matematyczny opis tego procesu pozwolił im ustalić, w jaki sposób wizualne właściwości twarzy są wykrywane i rozpoznawane przez mózg.

Jak twierdzi prof. Cornelissen: „Zrozumienie stabilności i plastyczności korowej w ludzkim układzie wzrokowym ma tym samym ogromne znaczenie naukowe i kliniczne”. Projekt NextGenVis będzie nadal dostarczać podstawowej wiedzy o korze wzrokowej i jej potencjalnej reorganizacji w stanie zdrowia i choroby.

https://cordis.europa.eu/project/rcn/193852/brief/pl

Zostaw komentarz

d
c