Mokslas ir IT

2019.06.28 10:33

Lietuvos mokslininkų laimėjimai – nuo Alzheimerio ir Parkinsono modelių iki algoritmų epilepsijai atpažinti

LRT.lt2019.06.28 10:33

Vilniaus universiteto (VU) Matematikos ir informatikos fakulteto (MIF) doktorantų tyrimų rezultatai publikuoti aukščiausio pasaulinio lygio mokslo žurnaluose (pirmojo kvartilio pagal mokslo žurnalų reitingus), skelbia VU.

Alzheimerio ir Parkinsono ligos

Tomas Raila, Kompiuterinio ir duomenų modeliavimo katedros doktorantas, jau per pirmuosius doktorantūros studijų metus pasiekė rezultatų, kuriuos aprobavo žurnalo „Electrochimica Acta“ recenzentai bei redkolegija. T. Raila kartu su vadovu prof. Tadu Meškausku, bendradarbiaudami su Gyvybės mokslų centro (GMC) Biochemijos instituto mokslininkais (prof. Gintaru Valinčiumi ir jo grupe), vykdo tarpdisciplininius tyrimus, kurių objektas – pažeistų (defektuotų) fosfolipidinių membranų elektrocheminės savybės.

Šios membranos imituoja gyvų organizmų ląstelių membranas, kuriose dėl sąlyčių su toksinais, uždegimų, senėjimo ir kitų priežasčių gali rastis defektai, iškreipiantys elektrocheminius virsmus ląstelėse (o tai daro įtaką neurodegeneracinių susirgimų, pavyzdžiui, Alzheimerio ligos, Parkinsono ligos, vystymuisi).

Tyrimo metu, pasitelkiant įvairiose kompiuterinio modeliavimo srityse naudojamą baigtinių elementų metodą (angl. Finite Element Method), sudaromi ir analizuojami trimačiai defektuotų membranų kompiuteriniai modeliai (vizualiai panašūs į olandiško sūrio gabalus). Tai padeda išvengti ilgų ir sudėtingų realių membranų tyrimų laboratorijoje. Kompiuterinis modeliavimas pasižymi didele skaičiavimų apimtimi, todėl tam naudojama MIF ir GMC turima aukšto našumo lygiagrečiųjų ir paskirstytųjų skaičiavimų infrastruktūra. Tolesniuose tyrimuose numatoma papildomai taikyti dirbtinio intelekto metodus, analizuojant realių membranų mikroskopines nuotraukas.

Sukurtas dirbtinio intelekto algoritmas epilepsijos tipui atpažinti

Kompiuterinio ir duomenų modeliavimo katedros doktorantas Andrius Vytautas Misiukas Misiūnas (kartu su vadovu prof. Tadu Meškausku) dirba kitoje, tačiau taip pat tarpdisciplininėje srityje – informatikos ir medicinos. Leidinyje „Biomedical Signal Processing and Control“ pristatomame straipsnyje „Algorithm for Automatic EEG Classification According to the Epilepsy type: Benign Focal Childhood Epilepsy and Structural Focal Epilepsy, Biomedical Signal Processing and Control“ aprašomi tyrimai vykdomi kartu su VU ligoninės Santaros klinikų filialo gydytoja – vaikų neurologe dr. Rūta Samaitiene.

Naujausias rezultatas – sukurtas algoritmas, gebantis (nors ir su paklaida) įvertinti ligos diagnozę iš pateiktų duomenų (iš anksto įrašytos elektroencefalogramos). Tai – dirbtinio intelekto metodų pagrindu sukurtas klasifikatorius (dirbtinis neuroninis tinklas), skirtas klasifikuoti pacientų, kuriems diagnozuotos dviejų tipų epilepsijos (gerybinė vaikų ir struktūrinė židininė), elektroencefalogramas.

Tyrime buvo naudoti tik tokie atvejai, kada gydytojams neurologams vizualiai (vien tik iš elektroencefalogramos peržiūros) sudėtinga atskirti diagnozės tipą, neturint ligos istorijos. Verta pažymėti, kad tai pirmasis pasaulyje automatizuotas (paremtas kompiuterine elektroencefalogramos analize be eksperto įsikišimo) metodas, skirtas minėtoms epilepsijos formoms atpažinti.

Prestižiniai leidiniai

Informatikos instituto Kompiuterinio ir duomenų modeliavimo katedros doktorantai Tomas Raila ir Andrius Vytautas Misiukas Misiūnas turi kuo didžiuotis – 2019 m. pradžioje jų atliekamų tyrimų rezultatai paskelbti aukščiausio lygio mokslo žurnaluose:  straipsnis „Electrochemical Impedance of Randomly Distributed Defects in Tethered Phospholipid Bilayers: Finite Element Analysis“ – žurnale „Electrochimica Acta“, o straipsnis „Algorithm for Automatic EEG Classification According to the Epilepsy Type: Benign Focal Childhood Epilepsy and Structural Focal Epilepsy, Biomedical Signal Processing and Control“ – žurnale „Biomedical Signal Processing and Control“.