Meny

Javascript verkar inte påslaget? - Vissa delar av Lunds universitets webbplats fungerar inte optimalt utan javascript, kontrollera din webbläsares inställningar.
Du är här

Nätverken som härmar hjärnan – idag förändrar de vården

Forskare inom teoretisk fysik i Lund var tidigt ute med att skapa artificiella neuronnätverk, det vill säga den typ av algoritmer som nu ligger till grund för den enorma AI-utvecklingen i samhället. Inom teoretisk fysik är man van vid att hitta mönster i stora datamängder med hjälp av avancerade dator­beräkningar. Men frågan är om det finns en risk för övertro på algoritmerna.
Carsten Peterson började tidigt intressera sig för neuronnätverk. Bild: Kennet Ruona
Carsten Peterson började tidigt intressera sig för neuronnätverk. Bild: Kennet Ruona

Året var 1988. Axelvaddarna härjade och yuppienallarna hade gjort sitt intåg, även om få personer ägde dessa statusfyllda mobiltelefoner. Carsten Peterson, forskare i teoretisk fysik, hade precis kommit hem till Lund efter två års vistelse i USA. Han hade haft tjänstledigt från universitetet för att jobba på ett företag som sysslade med algoritmer och datahantering.

Ville utveckla neuronnätverk

Forskningsavbrottet i Texas ledde inte bara till att han oväntat fick smak för countrymusik utan dessutom blev det tydligt för honom att han skulle börja forska inom artificiell intelligens. Han ville utveckla artificiella neuronnätverk, så kallade ANN. Sådana nätverk härmar den biologiska hjärnans många nervceller, neuroner.

– Första gången jag hörde om ANN insåg jag ganska direkt att de har likheter med de system av spinn hos elektroner eller atomer som ger upphov till en magnet, säger Carsten Peterson.

Vi har tränat upp ANN att göra bildtolkningar av hur stort blodflödet är till hjärtat

Han hade dittills sysslat med partikelfysik och där glidit över till att studera problemställningar liknande spinnsystemen. Hans forskning handlade om att lösa komplicerade ekvationer med hjälp av datorer. Insikten om att det fanns likheter mellan spinnsystem och neuronnätverk, även kallade neurala nätverk, blev liggande i Carsten Petersons bakhuvud ett par år och flöt sedan upp till ytan under vistelsen i Texas.

Citeras än idag

Han kom då på hur han skulle utveckla neuronnätverken och skrev därför två vetenskapliga arbeten på sin fritid i USA. Han frågade Texasföretaget om de ville kommersialisera innehållet i de båda vetenskapliga artiklarna, men fick svaret att det inte var någon som hade nytta av sådana neuronnätverk.

– En av dessa artiklar citeras än idag, säger Carsten Peterson.

Efter hemkomsten från USA gjorde Carsten Peterson slag i saken. Första steget var att skapa en liten forskargrupp med två färska doktorander. En av dem var Mattias Ohlsson. Idag är han en etablerad forskare inom artificiella neuronnätverk och sitter lite längre ner i den avskalade, 1950-talspräglade institutionskorridoren i Lund.

Mattias Ohlsson Bild: Johan Bävman
Mattias Ohlsson Bild: Johan Bävman

Det AI-äventyr som Carsten Peterson och Mattias Ohlsson gav sig ut på har tagit dem på en resa till många olika användningsområden. Inte minst inom medicinska tillämpningar är deras neuronnätverk av nytta genom dess förmåga att se mönster i enorma datamängder.

Exempelvis har man använt artificiella neuronnätverk för att analysera mönstret i hjärnbarkens aktivitet hos patienter med Alzheimer.

När det handlar om tolkningar och bedömningar av sjukdomstillstånd är vi inte där ännu att vi helt litar på en maskin

Ett annat projekt handlar om att hjälpa akut­läkare vid hjärtundersökningar av patienter med bröstsmärtor.

– Vi har tränat upp ANN att göra bildtolkningar av hur stort blodflödet är till hjärtat för att kunna bedöma om där är förträngningar i kärlen, säger Mattias Ohlsson.

Dessutom har Mattias Ohlsson framgångsrikt, med hjälp av neuronnätverken, letat efter metastaser i skelettet vid prostatacancer. Och i en annan satsning får neuronnätverken identifiera tecken på om en person bär på ett tidigt stadium av cancer i bukspottkörteln.

Fungerar som beslutsstöd

ANN fungerar inom vården idag som beslutstöd, med betoning på stöd, förklarar han. Det är med andra ord alltid läkaren som i slutändan fattar besluten.

– När det handlar om tolkningar och bedömningar av sjukdomstillstånd är vi inte där ännu att vi helt litar på en maskin, säger han.

Frågan är hur långt utvecklingen inom AI och artificiella neuronnätverk kan ta mänskligheten. Mattias Ohlsson konstaterar att kvaliteten på indata är avgörande, liksom själva förståelsen för de data man jobbar med. Artificiella neuronnätverk är i grund och botten enbart algoritmer som i sin tur bygger på matematiska beräkningar.

– Man får inte ha en övertro på algoritmerna. Det är alltid någon aspekt som inte kommer med i beräkningarna, säger Carsten Peterson.

Samtidigt anser Mattias Ohlsson att vårt mänskliga tänkande och medvetande egentligen bara tycks vara ett resultat av den enorma mängden nervceller och synapser som finns i vår hjärna. Om vi är en effekt av den komplexiteten så kan man därmed också skapa artificiella neuronnätverk på samma nivå, menar han.

– Ja, jag lutar åt den åsikten. Men steget dit är fortfarande långt, säger han.

 

Fotnot. Redan 1991 fick Carsten Peterson ett prestigefyllt svenskt fysikpris, Göran Gustafsson-priset, för sina ledande insatser inom svensk forskning på artificiella neuronnätverk.

Kategorier

Fortsatt uppsving för ANN-kurs

För andra året i rad är intresset mycket stort för kursen i artificiella neuronnätverk. Kursen har getts sedan 1991 med cirka 15 studenter per år från N-fak och LTH. Förra året sköt dock antalet studenter på kursen i höjden och situationen har varit likadan den gångna hösten. Kursansvarig är Mattias Ohlsson, teoretisk fysik.

Senaste nyheter

2019-01-23

Så uppfattar fåglarna världen

Så uppfattar fåglarna världen
2019-01-22

Tågpunktlighet: Sverige kan lära sig av Japan

Tågpunktlighet: Sverige kan lära sig av Japan
2019-01-22

Politik: Hårda ord ingen slump

Politik: Hårda ord ingen slump

Intresserad av forskning och samhälle? Prenumerera på Apropå!

I nyhetsbrevet Apropå varvas senaste nytt från Lunds universitet med kommentarer till aktuella samhällshändelser från några av våra 4800 forskare.

Box 117, 221 00 LUND
Telefon 046-222 00 00 (växel)
Telefax 046-222 47 20
lu [at] lu [dot] se

Fakturaadress: Box 188, 221 00 LUND
Organisationsnummer: 202100-3211
Om webbplatsen