Молодежь и наука - третье тысячелетие: Материалы студенческой научно-практической конференции

379 И. О. Поздняков Факультет математики, физики и информатики, III курс (очная форма обучения) Научный руководитель – Г. В. Ваныкина НЕЙРОННЫЕ СЕТИ – ИННОВАЦИОННОЕ НАПРАВЛЕНИЕ В МЕДИЦИНЕ На протяжении всей жизни человек сталкивается с различными заболева- ниями, в частности, с опухолями, которые формально можно разделить на классы доброкачественных и злокачественных. Некоторые из них могут быть совершенно безвредны, например, родинки, а другие вызывают летальный ис- ход. Заранее необходимо оговорить, что в данной статье будет обсуждаться анализ тех опухолей, которые можно исключительно наблюдать на коже чело- века, а также их возможное исследование посредствам нейронных сетей. В повседневной жизни для определения точного заболевания люди посе- щают специального врача-онколога, который, анализируя очаг заболевания, может поставить соответствующий диагноз и установить разновидность недуга по определенным параметрам: форма, цвет и т. д. В этой связи была создана достаточно давно специальная наука, которая берёт своё начало ещё с древних времён, однако, серьёзный прогресс в этой области случился сравнительно не- давно. Онкология – наука, изучающая причины возникновения, развития опу- холей, и их диагностику, лечение. Можно ли в этой области медицины автома- тизировать первичный анализ и предварительный диагноз? Один из вариантов ответа на данный вопрос будет предложен в ходе данной статьи. К задаче автоматизации методов диагностики существуют несколько под- ходов, наверное, самый очевидный – это провести исследование очага заболе- вания посредством анализа цвета, формы и других параметров, но этот процесс не сможет дать даже приблизительного результата, т. к. цвет может быть не од- нородным, а форма не зарегистрирована в шаблонах, по которым будет вестись сравнение. Решение этим методом сводится к тому, что нужно просто сверять данные. Недостатки такого подхода – неполнота базы данных и невозможность сделать реалистичный вывод. Анализ, конечно, может помочь доктору в заклю- чении, но несамостоятельность такой системы будет крайне выделяться. Суще- ствует альтернативный подход к решению данной проблемы посредством обу- чения нейронной сети. Введение Главные отличительные особенности биологического мозга – неоднознач- ность и параллельность вычислений, именно эти функции являются предопре- деляющими в сравнении компьютера и человека. Рассмотрим фундаменталь- ную вычислительную единицу биологического мозга – нейрон (рис. 1). Он состоит из дентритов, аксона и терминалей. Весь процесс его работы сводится к приёму электрического сигнала с помощью дентритов, его последующего преобразования и передачи сигнала через аксон и вывода на терминали, кото-