lunduniversity.lu.se

AI Lund

An open network for research, education and innovation in the area of Artificial Intelligence at Lund University

Denna sida på svenska This page in English

Nätverken som härmar hjärnan – idag förändrar de vården

2018-12-11

Carsten Peterson började tidigt intressera sig för neuronnätverk. Bild: Kennet Ruona

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.

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 neuronnätverkForskningsavbrottet 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.

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 idagHan 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.

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.

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.

Av Lena Björk Blixt - publicerad den 11 december 2018

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