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擊敗康乃爾等名校 陽明的估算腦齡技術奪全球第四

2019-10-14 11:57聯合報 記者馮靖惠/台北即時報導

如何得知大腦真實年齡並透視大腦健康,一直是醫界一項艱難挑戰。陽明大學神經科學研究所執行科技部「AI創新」專案計畫,與輝達NVIDIA合作,藉由大腦磁振造影成像技術與人工智慧演算法,共同開發腦齡估算模型,準確透視個體大腦腦齡。這項成果也讓研究團隊在國際腦齡分析競賽中脫穎而出,擊敗康乃爾大學、賓州大學、倫敦國王學院等名校,獲得全球第四、亞洲第一。

陽明大學表示,人腦隨著年齡增長會逐漸退化,這些變化往往伴隨認知功能下降、行為改變及產生臨床病變,例如失智症就是最典型的例子。傳統上,醫師只能透過個人經驗來判讀大腦神經影像,但受限於人類肉眼觀察的侷限,潛藏在腦影像中的細微改變很難被發現。

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陽明大學神經科學研究所教授林慶波、腦科學研究中心副研究員周坤賢與輝達NVIDIA AI技術中心主任施忠偉團隊,利用人工智慧演算法結合人腦神經影像,開發出「集成式深度學習卷積神經網路腦齡估算模型」,精準預測個體腦齡。

林慶波表示,人口高齡化是現代社會的重大挑戰,過去個體老化歷程都是利用實足年齡(身分證年齡)作為參考依據,但是由於個人的基因、生活經驗、所處環境皆不相同,其經由年歲的積累而產生的改變亦會產生截然不同的效應,因此很難簡單的以實足年齡評估個體大腦健康狀態。而大腦生理年齡(腦齡)的計算,是可以估算個體腦齡以提供健康指標依據,並進而做為預測腦病變的基礎。

腦齡的估算是以實足年齡為基準,腦齡大於實足年齡,代表大腦正處於加速老化的階段,顯示出超齡的大腦易有神經與精神病變風險,甚至可能提升致死率。研究顯示,超過72歲的高齡長者,腦齡與實足年齡相較每增加一歲,死亡風險相對就提升6.1%。

陽明大學神經科學研究所與輝達NVIDIA團隊合作建構的「集成式深度學習卷積神經網路腦齡估算模型」,讓電腦可以在短時間內精準判讀大腦年齡。這也讓研究合作團隊於今年全球「預測分析大賽」(Predictive Analytics Competition, PAC)中,擊敗康乃爾大學、賓州大學、倫敦國王學院等名校,獲得全球第四、亞洲第一的殊榮。

NVIDIA AI技術中心主任施忠偉表示,NVIDIA致力於推動人工智慧技術,以支持影響全球的突破性研究,我們很高興與陽明大學合作並協助於預測大腦年齡競賽上獲得突破性的進展,更樂見智慧醫療領域可以從這些人工智慧平台技術中獲益。

這項技術的突破,代表著陽明大學高齡研究的里程碑,未來大眾將可以透過人工智慧和腦影像資訊的相互搭配,以更為精準的角度透視自我大腦健康。林慶波期許,這項技術不僅應用於臨床診治重要預測指標,對目前正處於高齡社會的台灣,可以進一步提供個人健康照護、健康風險評估或治療效果評估等應用。

陽明大學神經科學研究所執行科技部「AI創新」專案計畫,與輝達NVIDIA合作,藉...
陽明大學神經科學研究所執行科技部「AI創新」專案計畫,與輝達NVIDIA合作,藉由大腦磁振造影成像技術與人工智慧演算法,共同開發腦齡估算模型,準確透視個體大腦腦齡。圖/陽明大學提供
陽明大學神經科學研究所藉由大腦磁振造影成像技術與人工智慧演算法,準確透視個體大腦...
陽明大學神經科學研究所藉由大腦磁振造影成像技術與人工智慧演算法,準確透視個體大腦腦齡。這項成果也讓研究團隊在國際腦齡分析競賽中脫穎而出,擊敗康乃爾大學、賓州大學、倫敦國王學院等名校,獲得全球第四、亞洲第一。圖/陽明大學提供

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