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Bioingegnere

I computer predicono i gusti delle persone nell'arte

Un nuovo studio offre informazioni su come le persone esprimono giudizi esteticiCredito: Smithsonian American Art Museum, Gift of Mrs. Joseph Schillinger Do…

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Credito: Smithsonian American Art Museum, dono della signora Joseph Schillinger

Ti piacciono le pennellate spesse e le tavolozze di colori tenui di un dipinto impressionista come quelli di Claude Monet? O preferisci i colori audaci e le forme astratte di un Rothko? I gusti artistici individuali hanno una certa mistica, ma ora un nuovo studio del Caltech mostra che un semplice programma per computer può prevedere con precisione quali dipinti piaceranno a una persona.

Il nuovo studio, apparso sulla rivista Nature Human Behaviour, ha utilizzato la piattaforma di crowdsourcing di Amazon Mechanical Turk per arruolare più di 1.500 volontari per valutare i dipinti nei generi dell'impressionismo, del cubismo, dell'astratto e del campo del colore. Le risposte dei volontari sono state inserite in un programma per computer e quindi, dopo questo periodo di formazione, il computer potrebbe prevedere le preferenze artistiche dei volontari molto meglio di quanto sarebbe accaduto per caso.

"Pensavo che la valutazione dell'arte fosse personale e soggettiva, quindi sono rimasto sorpreso da questo risultato", afferma l'autore principale Kiyohito Iigaya, uno studioso post-dottorato che lavora nel laboratorio del professore di psicologia del Caltech John O'Doherty.

I risultati non solo hanno dimostrato che i computer possono fare queste previsioni, ma hanno anche portato a una nuova comprensione di come le persone giudicano l'arte.

"Il punto principale è che stiamo acquisendo una visione del meccanismo che le persone usano per esprimere giudizi estetici", afferma O'Doherty. “Cioè, sembra che le persone utilizzino caratteristiche elementari dell'immagine e si combinino su di esse. Questo è un primo passo per capire come funziona il processo".

Nello studio, il team ha programmato il computer per scomporre gli attributi visivi di un dipinto in quelle che hanno chiamato caratteristiche di basso livello – tratti come contrasto, saturazione e tonalità – così come caratteristiche di alto livello, che richiedono il giudizio umano e includono tratti come come se il dipinto fosse dinamico o immobile.

"Il programma per computer quindi stima quanto una caratteristica specifica viene presa in considerazione quando si prende una decisione su quanto apprezzare una particolare opera d'arte", spiega Iigaya. “Entrambe le funzionalità di basso e alto livello vengono combinate insieme quando si prendono queste decisioni. Una volta che il computer lo ha stimato, può prevedere con successo il gradimento di una persona per un'altra opera d'arte mai vista prima".

I ricercatori hanno anche scoperto che i volontari tendevano a raggrupparsi in tre categorie generali: coloro a cui piacciono i dipinti con oggetti della vita reale, come un dipinto impressionista; quelli a cui piacciono i dipinti astratti colorati, come un Rothko; e quelli a cui piacciono i dipinti complessi, come i ritratti cubisti di Picasso. La maggior parte delle persone rientrava nella prima categoria di "oggetti della vita reale". "Molte persone hanno apprezzato i dipinti dell'impressionismo", afferma Iigaya.

Inoltre, i ricercatori hanno scoperto che potrebbero anche addestrare una rete neurale convoluzionale profonda (DCNN) per imparare a prevedere le preferenze artistiche del volontario con un livello di precisione simile. Un DCNN è un tipo di programma di apprendimento automatico, in cui a un computer viene fornita una serie di immagini di addestramento in modo che possa imparare a classificare oggetti, come cani e gatti. Queste reti neurali hanno unità collegate tra loro come i neuroni in un cervello. Modificando la forza della connessione di un'unità all'altra, la rete può "imparare".

In questo caso, l'approccio di deep learning non includeva nessuna delle caratteristiche visive di basso o alto livello selezionate utilizzate nella prima parte dello studio, quindi il computer doveva "decidere" quali caratteristiche analizzare da solo.

"Nei modelli di rete neurale profonda, in realtà non sappiamo esattamente come la rete sta risolvendo un compito particolare perché i modelli imparano da soli proprio come fanno i veri cervelli", spiega Iigaya. "Può essere molto misterioso, ma quando abbiamo guardato all'interno della rete neurale, siamo stati in grado di dire che stava costruendo le stesse categorie di funzionalità che abbiamo selezionato noi stessi". Questi risultati suggeriscono la possibilità che le caratteristiche utilizzate per determinare la preferenza estetica possano emergere naturalmente in un'architettura simile al cervello.

"Ora stiamo esaminando attivamente se questo è davvero il caso, osservando il cervello delle persone mentre prendono lo stesso tipo di decisioni", afferma O'Doherty.

In un'altra parte dello studio, i ricercatori hanno anche dimostrato che il loro semplice programma per computer, che era già stato addestrato sulle preferenze artistiche, poteva prevedere con precisione quali foto vorrebbero i volontari. Hanno mostrato ai volontari fotografie di piscine, cibo e altre scene e hanno visto risultati simili a quelli relativi ai dipinti. Inoltre, i ricercatori hanno dimostrato che anche invertire l'ordine ha funzionato: dopo aver addestrato i volontari sulle foto, potevano utilizzare il programma per prevedere con precisione le preferenze artistiche dei soggetti.

Mentre il programma per computer è riuscito a prevedere le preferenze artistiche dei volontari, i ricercatori affermano che c'è ancora molto da imparare sulle sfumature che entrano nel gusto di ogni individuo.

"Ci sono aspetti delle preferenze uniche per un dato individuo che non siamo riusciti a spiegare usando questo metodo", dice O'Doherty. “Questa componente più idiosincratica può riguardare caratteristiche semantiche o il significato di un dipinto, esperienze passate e altri tratti personali individuali che potrebbero influenzare la valutazione. Potrebbe essere ancora possibile identificare e conoscere queste caratteristiche in un modello di computer, ma per farlo richiederà uno studio più dettagliato delle preferenze di ciascun individuo in un modo che potrebbe non essere generalizzato tra gli individui come abbiamo trovato qui.

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Lo studio, intitolato "La preferenza estetica per l'arte può essere prevista da una miscela di caratteristiche visive di basso e alto livello", è stato finanziato dal National Institute of Mental Health (attraverso il Conte Center di Caltech per la neurobiologia del processo decisionale sociale), il National Institute on Drug Abuse, la Japan Society for Promotion of Science, la Swartz Foundation, la Suntory Foundation e la William H. and Helen Lang Summer Undergraduate Research Fellowship. Altri autori di Caltech includono Sanghyun Yi, Iman A. Wahle (BS '20) e Koranis Tanwisuth, che ora è uno studente laureato all'UC Berkeley.

"Pensavo che la valutazione dell'arte fosse personale e soggettiva, quindi sono rimasto sorpreso da questo risultato", afferma l'autore principale Kiyohito Iigaya, uno studioso post-dottorato che lavora nel laboratorio del professore di psicologia del Caltech John O'Doherty.

Source: https://bioengineer.org/computers-predict-peoples-tastes-in-art/

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Le disuguaglianze sociali perpetuano le disparità nell'allattamento al seno per le donne nere

Filadelfia, 8 novembre 2021 – Poiché le donne nere continuano ad avere i tassi di inizio e durata dell'allattamento al seno più bassi nel…

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Filadelfia, 8 novembre 2021 – Poiché le donne nere continuano ad avere i più bassi tassi di inizio e durata dell'allattamento al seno negli Stati Uniti, i ricercatori hanno esaminato i fattori associati alle disparità e alle disuguaglianze nell'allattamento al seno attraverso la lente della teoria critica della razza e del modello socio-ecologico in un nuovo Prospettiva nel Journal of Nutrition Education and Behavior, pubblicato da Elsevier.

Filadelfia, 8 novembre 2021 – Poiché le donne nere continuano ad avere i più bassi tassi di inizio e durata dell'allattamento al seno negli Stati Uniti, i ricercatori hanno esaminato i fattori associati alle disparità e alle disuguaglianze nell'allattamento al seno attraverso la lente della teoria critica della razza e del modello socio-ecologico in un nuovo Prospettiva nel Journal of Nutrition Education and Behavior, pubblicato da Elsevier.

Negli Stati Uniti, c'è stato un maggiore riconoscimento delle disparità sanitarie e sociali che incidono continuamente sulle comunità Nere, Indigene e Persone di Colore (BIPOC). Tra queste disparità di salute c'è il basso tasso di allattamento al seno tra le madri nere, nonostante l'associazione tra risultati di salute positivi e allattamento al seno. Una generale mancanza di accettazione dell'allattamento al seno all'interno della cultura americana nera e della cultura americana; mancanza di risorse di quartiere come cure primarie, coesione sociale e sicurezza; e le esperienze di razzismo e pregiudizi impliciti da parte degli operatori sanitari sono state identificate come fattori che contribuiscono ai bassi tassi di allattamento al seno tra le donne nere.

“La realtà è che in questo momento i tassi di allattamento al seno negli Stati Uniti non stanno migliorando e [le donne nere] hanno i tassi di allattamento più bassi per qualsiasi razza o etnia negli Stati Uniti. Sfortunatamente, i tassi di allattamento al seno tra neonati neri e neonati bianchi stanno aumentando, quindi ciò che stiamo facendo in questo momento non funziona", ha affermato Melissa Petit, MN PH, BA, RN, IBCLC, College of Nursing, Washington State University, Spokane, WA, Stati Uniti d'America.

Questa prospettiva incoraggia gli operatori sanitari e gli infermieri ad affrontare le disparità nell'allattamento al seno tra le donne nere negli Stati Uniti dal livello individuale al livello sociale.

“Nella pratica clinica, dobbiamo esaminare gli ostacoli o le barriere per promuovere l'inclusione e l'equità nell'assistenza sanitaria per tutte le donne. Abbiamo bisogno di identificare i nostri presupposti sulla razza, comprendere e riconoscere i nostri pregiudizi e percezioni e sfidare i nostri pensieri per identificare le nostre microaggressioni leggendo di microinequità e microaggressioni. Dobbiamo essere professionisti attivi della cura informata sui traumi. Dobbiamo renderci conto che il trauma ha un impatto sui pazienti e riconoscere i segni e i sintomi del trauma, sia esso storico, strutturale o personale, e dobbiamo rispondere implementando strutture di cura per tutte le donne riconoscendo la nostra umanità condivisa e le sfide in quell'umanità condivisa ", ha commentato coautore Denise Smart, DrPH, MPH, BSN, RN, College of Nursing, Washington State University, Spokane, WA, USA.

rivista

Journal of Nutrition Education and Behavior

DOI

10.1016/j.jneb.2021.08.013

Oggetto di ricerca

Le persone

Titolo dell'articolo

Esame dei fattori che contribuiscono alle disparità e alle disuguaglianze nell'allattamento al seno per le donne nere negli Stati Uniti

Data di pubblicazione dell'articolo

8-nov-2021

Source: https://bioengineer.org/social-inequities-perpetuate-breastfeeding-disparities-for-black-women/

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Bioingegnere

Immagine dell'anno SNMMI: l'imaging PET misura il deterioramento cognitivo nei pazienti COVID-19

Credito: G Blazhenets et al., Dipartimento di medicina nucleare, Centro medico – Università di Friburgo, Facoltà di medicina, Università di…

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Credito: G Blazhenets et al., Dipartimento di medicina nucleare, Centro medico – Università di Friburgo, Facoltà di medicina, Università di Friburgo.

Reston, Virginia – Gli effetti di COVID-19 sul cervello possono essere misurati con precisione con la tomografia a emissione di positroni (PET), secondo una ricerca presentata al meeting annuale 2021 della Society of Nuclear Medicine and Molecular Imaging (SNMMI). Nello studio, i pazienti COVID-19 di nuova diagnosi, che hanno richiesto un trattamento ospedaliero e sono stati sottoposti a scansioni cerebrali PET, hanno riscontrato deficit nella funzione neuronale e nel deterioramento cognitivo di accompagnamento e, in alcuni, questo disturbo è continuato sei mesi dopo la loro diagnosi. La rappresentazione dettagliata delle aree del deterioramento cognitivo, dei sintomi neurologici e del confronto del deterioramento su un arco di tempo di sei mesi è stata selezionata come immagine dell'anno 2021 di SNMMI.

Ogni anno, SNMMI sceglie un'immagine che meglio esemplifica i progressi più promettenti nel campo della medicina nucleare e dell'imaging molecolare. Le tecnologie all'avanguardia catturate in queste immagini dimostrano la capacità di migliorare la cura del paziente rilevando la malattia, aiutando la diagnosi, migliorando la fiducia clinica e fornendo un mezzo per selezionare trattamenti appropriati. Quest'anno, il SNMMI Henry N. Wagner, Jr., Immagine dell'anno è stato scelto tra più di 1.280 abstract presentati all'incontro e votati dai revisori e dalla leadership della società.

“Con il procedere della pandemia di SARS-CoV-2, è diventato sempre più chiaro che le conseguenze neurocognitive a lungo termine si verificano non solo nei casi gravi di COVID-19, ma anche in casi lievi e moderati. Deficit neurocognitivi come la memoria alterata, la concentrazione disturbata e i problemi cognitivi possono persistere ben oltre la fase acuta della malattia", ha affermato Ganna Blazhenets, PhD, ricercatrice post-dottorato in Medical Imaging presso l'University Medical Center Freiburg, in Germania.

Per studiare il deterioramento cognitivo associato a COVID-19, i ricercatori hanno condotto uno studio prospettico su pazienti COVID-19 di recente diagnosi che hanno richiesto un trattamento ospedaliero per disturbi non neurologici. È stata eseguita una valutazione cognitiva, seguita da imaging con 18F-FDG PET se erano presenti almeno due nuovi sintomi neurologici. Confrontando i pazienti con COVID-19 con i controlli, il gruppo di Friburgo ha stabilito un modello di covarianza del metabolismo cerebrale correlato al COVID-19 con diminuzioni più importanti nelle regioni corticali. Tra i pazienti, l'espressione di questo modello ha mostrato una correlazione molto elevata con le prestazioni cognitive dei pazienti.

L'imaging PET di follow-up è stato eseguito sei mesi dopo la diagnosi iniziale di COVID-19. I risultati dell'imaging hanno mostrato un miglioramento significativo dei deficit neurocognitivi nella maggior parte dei pazienti, accompagnato da una normalizzazione quasi completa del metabolismo cerebrale.

“Possiamo affermare chiaramente che si verifica un significativo recupero della funzione neuronale regionale e della cognizione per la maggior parte dei pazienti COVID-19 sulla base dei risultati di questo studio. Tuttavia, è importante riconoscere che l'evidenza di deficit di più lunga durata nella funzione neuronale e deficit cognitivi associati è ancora misurabile in alcuni pazienti sei mesi dopo la manifestazione della malattia", ha osservato Blazhenets. "Di conseguenza, i pazienti post-COVID-19 con disturbi cognitivi persistenti dovrebbero essere presentati a un neurologo e possibilmente assegnati a programmi di riabilitazione cognitiva".

"Il 18F-FDG PET è un biomarcatore consolidato della funzione neuronale e del danno neuronale", ha affermato il presidente del comitato del programma scientifico di SNMMI, Umar Mahmood, MD, PhD. “Come mostrato nell'immagine dell'anno, può essere applicato per svelare i correlati neuronali del declino cognitivo nei pazienti dopo COVID-19. Poiché il 18F-FDG PET è ampiamente disponibile, può quindi essere d'aiuto nell'iter diagnostico e nel follow-up in pazienti con decadimento cognitivo persistente dopo COVID-19».

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Abstract 41. "Funzione cerebrale regionale alterata e sua associazione con il deterioramento cognitivo in COVID 19: uno studio prospettico FDG PET". Ganna Blazhenets, Johannes Thurow, Lars Frings e Philipp Meyer, Dipartimento di Medicina Nucleare, Centro Medico – Università di Friburgo, Facoltà di Medicina, Università di Friburgo, Friburgo, Germania; Nils Schroeter, Tobias Bormann, Cornelius Weiller, Andrea Dressing e Jonas Hosp; Dipartimento di Neurologia e Neuroscienze Cliniche, Centro Medico – Università di Friburgo, Facoltà di Medicina, Università di Friburgo, Friburgo, Germania; e Dirk Wagner, Dipartimento di Medicina Interna, Centro Medico – Università di Friburgo, Facoltà di Medicina, Università di Friburgo, Friburgo, Germania.

Tutti gli abstract del meeting annuale SNMMI 2021 sono disponibili online all'indirizzo https://jnm.snmjournals.org/content/62/supplement_1.

Informazioni sulla Società di Medicina Nucleare e Imaging Molecolare

La Society of Nuclear Medicine and Molecular Imaging (SNMMI) è un'organizzazione scientifica e medica internazionale dedicata al progresso della medicina nucleare e dell'imaging molecolare, elementi vitali della medicina di precisione che consentono di adattare la diagnosi e il trattamento ai singoli pazienti al fine di ottenere il miglior risultati.

I membri di SNMMI stabiliscono lo standard per l'imaging molecolare e la pratica della medicina nucleare creando linee guida, condividendo informazioni attraverso riviste e incontri e guidando la difesa su questioni chiave che influenzano la ricerca e la pratica dell'imaging molecolare e della terapia. Per ulteriori informazioni, visitare http://www.snmmi.org.

Source: https://bioengineer.org/snmmi-image-of-the-year-pet-imaging-measures-cognitive-impairment-in-covid-19-patients/

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I girini di rana velenosa possono sopravvivere (quasi) ovunque

Dal succo d'arancia all'acqua di mare, e tra la terra e l'edificio di 4 pianiCredit: Andrius Pašukonis/Stanford University Un gruppo di ricercatori…

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Un gruppo di ricercatori dell'Università di Jyvaskyla e della Stanford University ha fatto parte di una spedizione nella Guyana francese per studiare le rane tropicali in Amazzonia. Varie specie di anfibi di questa regione utilizzano pozze d'acqua effimere come vivai e mostrano preferenze uniche per specifiche caratteristiche fisiche e chimiche. Nonostante le preferenze specifiche per specie, i ricercatori sono rimasti sorpresi di scoprire che i girini della rana velenosa colorante sopravvivono in un'incredibile gamma di siti di deposizione sia chimici (pH 3-8) che verticali (0-20 m di altezza). Questa ricerca è stata pubblicata sulla rivista Ecology and Evolution nel giugno 2021.

Le rane neotropicali sono speciali perché, a differenza delle specie nelle regioni temperate, molte rane tropicali depongono le uova a terra. Questo diventa un problema una volta che i girini (che respirano usando le branchie, come i pesci) si schiudono sul suolo della foresta, ma le rane velenose hanno sviluppato soluzioni innovative per portare i loro girini in habitat acquatici adatti: le cavalcate. In molte di queste specie riproduttive terrestri, i padri trasporteranno girini appena schiusi dal terreno a pozze d'acqua formate dalla vegetazione (come alberi caduti o bromelie).

La ricercatrice Chloe Fouilloux e i leader del team, la dott.ssa Bibiana Rojas dell'Università di Jyvaskyla, in Finlandia, e il dott. Andrius Pasukonis della Stanford University, volevano sapere se specie diverse (Dendrobates tinctorius, Allobates femoralis e Osteocephalus oophagus) considerassero una combinazione di fattori biologici, fisici, o caratteristiche chimiche delle piscine nella scelta degli asili nido per i loro piccoli.

Per scoprirlo, questo gruppo di otto ricercatori ha campionato più di 100 piscine in due anni, il che ha comportato la ricerca di siti di deposizione adatti che variavano dal suolo a oltre 20 metri di altezza verticale (raggiungibili arrampicandosi sugli alberi).

Delle tre specie, l'estensione e la tolleranza dei girini di D. tinctorius (rana velenosa che tinge) era al di là di ciò che i ricercatori immaginavano fisiologicamente possibile: girini sani sono stati trovati in una serie di pozze con un pH compreso tra 3 e 8, che rappresenta un cambiamento di 100.000 volte della concentrazione di ioni idrogeno; in altre parole, questi girini si stavano sviluppando con successo in pozze di ciò che è chimicamente più acido del succo d'arancia in pozze che hanno concentrazioni ioniche simili all'acqua di mare!

Le scelte di deposizione della tintura delle rane velenose hanno confuso i ricercatori anche in altri modi: i girini di questa specie sono cannibali aggressivi, motivo per cui di solito si trovano a bassa densità (1-2 girini) per pool.

“Tuttavia, in questo studio, abbiamo trovato diversi casi di più di 10 girini di questa specie che coesistono nello stesso vivaio. Il motivo per cui i padri depositano così tanti cannibali all'interno della stessa piscina, o se il cannibalismo si verifica all'interno di queste piscine speciali, deve ancora essere testato", afferma la ricercatrice PhD Chloe Fouilloux dell'Università di Jyväskylä.

Maschi più sani che trasportano i loro girini in condizioni più adatte?

Dal punto di vista dei genitori, è stato scoperto che i padri delle rane velenose coloranti portano i loro girini a più di 20 metri dal suolo della foresta: per una rana lunga circa 4 centimetri, 20 metri sono 500 volte la lunghezza del loro corpo. In termini umani, questa impresa fisica equivarrebbe ad avere una persona di 1,65 metri che si arrampica su un albero gigante (inesistente, ovviamente) di circa 825 metri!

Ma perché i padri a volte portano i loro girini a un metro di distanza da dove sono nati e altre volte li trasportano sulle cime degli alberi?

Quando si osservano le tendenze chimiche e biologiche, sembra che i vivai più "comodi" dal punto di vista biologico si trovano più in alto negli alberi. Una possibile spiegazione per questa scoperta è che i maschi più sani sono in grado di investire più energia nel trasportare i loro girini in condizioni più adatte, ma questo è qualcosa che dovrebbe essere studiato in futuro. In definitiva, resta molto da imparare sulla fisiologia e sulle cure parentali di questi animali; il grado di flessibilità chimica riscontrato in questi girini è estremamente insolito e il segreto alla base della loro resilienza rimane sconosciuto.

“Questo lavoro aiuta a evidenziare la straordinaria diversità osservata tra e tra le specie in natura: i genitori di specie diverse danno la priorità a caratteristiche uniche quando scelgono le piscine per allevare la loro prole, il che modella sia il modo in cui le specie interagiscono tra loro sia il modo in cui si specializzano nell'occupare parti diverse del l'ambiente”, afferma la dott.ssa Bibiana Rojas dell'Università di Jyväskylä.

Questa variazione apre le porte a ricerche future che esplorano come le specie si influenzano a vicenda e come la scelta della piscina da parte dei genitori influenzi lo sviluppo e la sopravvivenza dei girini.

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La ricerca è stata pubblicata sulla rivista Ecology and Evolution il 15 giugno 2021: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ece3.7741

Per maggiori informazioni:

Chloe Fouilloux, Università di Jyvaskyla, [e-mail protetta], tel. +358 41 725 7825

Bibiana Rojas, Università di Jyvaskyla, [e-mail protetta], tel. +358 40 805 4622

Andrius Pasukonis, Università di Stanford, [e-mail protetta]

Specialista in comunicazione Tanja Heikkinen, Università di Jyvaskyla, [e-mail protetta], +358 50 472 1162

https://www.jyu.fi/en

https://www.jyu.fi/science/en

Twitter: @uniofjyvaskyla Facebook: @JyvaskylaUniversity

https://www.jyu.fi/en/current/archive/2021/06/dal-succo-d'arancia-all'acqua-di-mare-e-tra-il-veleno-di-terra-e-un-edificio-a 4 piani- i girini-rana-possono-sopravvivere-quasi-ovunque

Source: https://bioengineer.org/poison-frog-tadpoles-can-survive-almost-anywhere/

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