Naszym noworocznym gościem będzie dr Piotr Migdał, konsultant data science, który opowie nam o zawiłościach sztucznych sieci neuronowych.
W ciągu ostatnich kilku lat głębokie sieci neuronowe (ang: deep learning) zmieniły oblicze uczenia maszynowego. W rozpoznawanie zdjęć wspięły się na poziom ludzki (a czasem nawet go przekraczają, gdy mają do dyspozycji więcej zdjęć), w grze Go przerosły światowych mistrzów. Już na obecnym poziomie, zrewolucjonizują medycynę.
Czym one są? Czy mają coś wspólnego z biologiczną inspiracją?
Tym razem będą czekały na nas niezwykle ciekawe zagadnienia związane z padaczką i modelowaniem aktywności neuronalnej o których opowie nam dr hab. Piotr Suffczyński.
Prof. Suffczyński pracuje w Zakładzie Fizyki Biomedycznej przy Wydziale Fizyki UW, gdzie prowadzi badania nad epilepsją.
Napady padaczkowe są przejściowymi zaburzeniami pracy mózgu. Tradycyjnie, uznaje się, że wzmożone wyładowania neuronów, charakteryzujące napady padaczkowe, są wynikiem zachwiania równowagi pomiędzy procesami pobudzającymi i hamującymi zachodzącymi w mózgu. Ostatnie badania wykonywane na mózgu zwierzęcym, utrzymywanym przy życiu w układzie laboratoryjnym poza ciałem, zaczynają wskazywać na zupełnie inny obraz rozpoczęcia napadu. Paradoksalnie, napad padaczkowy rozpoczyna od wzmożonej aktywności neuronów hamujących. Ich aktywność zaburza stężenia jonów w przestrzeni otaczającej neurony, co z kolei prowadzi do wzrostu pobudliwości i hipersynchronicznych rytmicznych wyładowań.
W celu zbadania roli środowiska neuronów w generacji napadów zastosowano model komputerowy sieci neuronów hipokampa zanurzonych w środowisku zewnątrzkomórkowym wraz z realistycznymi mechanizmami wpływającymi na zmianę stężeń jonów podstawowych pierwiastków – sodu, potasu, chloru i wapnia. Napady występujące w modelu wykazują duża zgodność z napadami obserwowanymi w izolowanym mózgu. Wyniki modelu pokazują, że wzmożona aktywność komórek hamujących może powodować lokalnie znaczące zmiany w stężeniach jonów w przestrzeni wokół neuronów, co prowadzi do powstania napadu epileptycznego. W oparciu o model zaproponowana jest również nowa terapia antynapadowa polegająca na regulacji stężenia jonów w otoczeniu neuronów i przywracająca układ do stanu równowagi.
Naszym pierwszym gościem będzie dr hab. Łukasz Okruszek (Wydział Psychologii Uniwersytetu Warszawskiego, Instytut Psychologii PAN), którego działalność badawcza skoncentrowana jest na zagadnieniach poznania społecznego i schizofrenii.
