Ученые разработали ИИ-модель для прогнозирования космической болезни глаз

Космические полеты оказывают серьезное воздействие на человеческий организм, и глаза не являются исключением. Значительная часть астронавтов сталкивается с проблемами зрения, однако исследователи разработали новый инструмент на основе искусственного интеллекта, который позволяет прогнозировать эти проблемы еще до старта.

Американские ученые сосредоточились конкретно на синдроме нейро-окулярных нарушений, связанном с космическим полетом (SANS), — это термин, обозначающий ухудшение зрения, связанное с пребыванием в космосе. Хотя симптомы SANS могут ослабевать после возвращения астронавтов на Землю, так происходит не всегда. Способность выявить тех, кто находится в группе риска, позволит принять профилактические меры еще до начала миссий.

Как сообщил офтальмолог Алекс Хуан из Калифорнийского университета в Сан-Диего, разработанные моделей показали многообещающую точность, даже будучи обученными на ограниченном массиве данных. Ученые используют искусственный интеллект, чтобы предоставить врачам прогностический инструмент для состояния, которое развивается в космосе, еще до того, как астронавты покинут Землю. Объем данных был небольшим из-за малого числа людей, побывавших в космосе.

Обучение проводилось с помощью суперкомпьютера в Калифорнийском университете в Сан-Диего, который разработал модель глубокого обучения, способную распознавать закономерности в характеристиках глаза, связанные с SANS. Данные включали образцы от людей, которые не были в космосе, но испытали некоторые симуляции микрогравитации. Чтобы предоставить модели искусственного интеллекта достаточный объем данных для обучения, исследователи разделили снимки глаз на тысячи срезов для последующего анализа и обработки.

В результате модель смогла предсказать развитие SANS у астронавтов с точностью 82 процента, используя предполетные снимки глаз, которые не были частью обучающей выборки. Данные показали, что изменения, связанные с SANS, в условиях реального космического полета и симуляций были довольно схожи, то есть воздействие микрогравитации вызывает изменения глаз, аналогичные тем, что происходят в космосе.

Офтальмолог Марк Кристофер из того же университета отметил, что одним из самых впечатляющих открытий стало то, насколько схожими были паттерны внимания искусственного интеллекта при анализе как космических, так и земных данных. Это укрепляет позиции использования земных моделей для изучения проблем здоровья в космосе, что является многообещающим шагом в развитии исследований в области пилотируемых космических полетов.

Исследование также предоставляет полезную информацию о том, как и почему развивается SANS. Анализ областей, на которых сконцентрировался искусственный интеллект, включая слой нервных волокон сетчатки и пигментный эпителий сетчатки в задней части глаза, помогает понять механизм возникновения синдрома. Хотя ученые подчеркивают, что их система обнаружения SANS еще не готова к практическому применению, общая цель заключается в улучшении здоровья астронавтов за счет раннего выявления потенциальных проблем и разработки способов противодействия им во время миссий.

Если человечество планирует проводить длительные периоды времени в космосе и совершать полеты на большие расстояния, необходимо решить связанные с этим риски для здоровья, которые также включают состояние костей, силу сердца и изменения в мозге. Как отметил Алекс Хуан, результаты и модели этого исследования являются предварительными, но они закладывают прочный фундамент. При наличии большего объема данных и доработки этот инструмент может стать неотъемлемой частью планирования здоровья астронавтов. Результаты исследования были опубликованы в American Journal of Ophthalmology.