Стэнфордский университет натренировал SleepFM — фундаментальную модель для прогноза целого спектра патологий: от мерцательной аритмии и инфаркта миокарда до деменции и болезни Паркинсона.
Полисомнография — «золотой стандарт» изучения сна: человека обвешивают датчиками (ЭЭГ, ЭКГ, дыхание, мышцы) и пишут гигабайты сырых сигналов.
Но в ML-мире эти данные используются бездарно. Существующие модели тренировались на мелких датасетах сугубо под узкие задачи (найти апноэ, определить фазу сна).
Огромный пласт физиологической информации о здоровье пациента просто игнорировался, потому что размечать вручную сотни часов записи под каждую болячку — невозможно.
К тому же, если в одной клинике датчик ЭЭГ повесили чуть иначе или он отвалился, обычная модель ломалась.
В университете поняли, что врачи-разметчики не нужны, нужны объемы. Они собрали огромный датасет из 585 тыс. часов записей сна более 65 тыс. пациентов и придумали уникальный алгоритм обучения SSL для будущей модели.
🟡LOO-CL (Leave-One-Out Contrastive Learning)
Вместо того чтобы учить модель предсказывать диагноз, еt заставили решать пазл: система получает на вход сигналы от 3-x модальностей (сердце, мышцы, дыхание) и должна предсказать эмбеддинг четвертой (мозговые волны).
Это заставляет нейросеть на базе 1D CNN и Transformers выучивать глубокие, скрытые связи между физиологическими процессами.
🟡Вторая фишка — Channel-Agnostic Attention.
Модели все равно, какие именно датчики подключены и в каком порядке. Если канал отвалился или отсутствует, attention pooling просто перераспределяет веса, и инференс продолжается.
🟡SleepFM научилась читать по сну не только бессонницу.
Получив на вход 1 ночь записи, модель предсказывает риск 130 заболеваний, причем она делает это точнее, чем специализированные модели, обученные с учителем: риск болезни Паркинсона выявляется в 89% случаев, деменции — в 85%, а вероятность сердечного приступа — в 81%.
Авторы работы полагают, что с развитием носимой электроники такая диагностика может перекочевать из лабораторий в умные часы, а тесты модели доказали, что что в шуме сигналов сна может быть скрыта полная медкарта пациента.
@ai_machinelearning_big_data
#news #ai #ml