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quinta-feira, 4 de junho de 2020

A inteligência artificial melhora drasticamente a precisão do exame oftalmológico clássico

junho 04, 2020 0
A inteligência artificial melhora drasticamente a precisão do exame oftalmológico clássico
Exame Oftalmológico Clássico
O exame oftalmológico clássico pode estar prestes a receber uma atualização. Os pesquisadores desenvolveram um teste de visão on-line - alimentado pela inteligência artificial (IA) - que produz diagnósticos muito mais precisos do que a folha de maiúsculas que observamos desde o século XIX. Se aperfeiçoado, o teste também pode ajudar pacientes com doenças oculares a acompanhar sua visão em casa.

"É uma ideia intrigante" que revela o quão antiquado é o exame oftalmológico clássico, diz Laura Green, oftalmologista do Krieger Eye Institute. Green não estava envolvida com o trabalho, mas estuda maneiras de usar a tecnologia para melhorar o acesso aos cuidados de saúde.

O exame oftalmológico clássico, conhecido como quadro de Snellen, existe desde 1862. Quanto mais baixo o lençol que uma pessoa pode ler, melhor sua visão. O teste é rápido e fácil de administrar, mas apresenta problemas, diz Chris Piech, cientista da computação da Universidade de Stanford. Os pacientes começam a adivinhar as letras quando ficam embaçadas, diz ele, o que significa que podem obter notas diferentes cada vez que fazem o teste.

Piech não é estranho ao teste de Snellen. Aos 10 anos, os médicos o diagnosticaram com uveíte crônica, uma doença inflamatória ocular. "Eu estava passando por todos esses testes e era bastante óbvio para mim que era terrivelmente impreciso", diz ele. Ele queria encontrar uma maneira de remover o erro humano do exame de Snellen, melhorando sua precisão.

Então Piech e seus colegas desenvolveram um teste online. Os usuários primeiro calibram o tamanho da tela ajustando uma caixa em uma página da Web ao tamanho de um cartão de crédito. Depois de inserir a distância que estão da tela, o teste exibe um "E" em uma das quatro orientações. Com base na resposta, o algoritmo usa estatísticas para fazer uma previsão de uma pontuação de visão, semelhante à forma como as IAs criam uma lista de reprodução com base em seus artistas favoritos ou em quais anúncios exibir com base no que você clicou anteriormente. À medida que o teste prossegue, o algoritmo é capaz de fazer uma previsão mais precisa sobre a pontuação. O teste faz 20 perguntas por olho e leva alguns minutos para ser concluído.

Quando os pesquisadores executaram seu "Teste de acuidade de Stanford" (StAT) através de 1000 simulações em computador simulando pacientes reais, o diagnóstico reduziu o erro em 74% em comparação com o teste de Snellen , informou a equipe este mês nos Anais da Conferência da AAAI sobre Inteligência Artificial . As simulações funcionam começando com um índice de acuidade conhecido e fatores nos tipos de erros que um ser humano pode cometer. Em seguida, virtualmente "realiza" os diferentes testes oculares para comparar a precisão deles. A equipe usou isso em vez de pacientes reais, porque começa com a acuidade "verdadeira" - algo desconhecido em um ser humano.

Fonte: Science

sexta-feira, 17 de abril de 2020

O registro arqueológico está cheio de cocô de cachorro

abril 17, 2020 0
O registro arqueológico está cheio de cocô de cachorro
Em 1981, então - estudante de graduação Melinda Zeder foi realizar a triagem através de ossos de animais de uma caverna paleolítica no sudoeste do Irã, quando ela veio em cima de um fragmento que ela não conseguia identificar. “Quando você não consegue distinguir uma pedra do osso, coloca a língua nela”, diz Zeder, agora arqueozoólogo do Museu Nacional de História Natural da Smithsonian Institution. "Se for osso, ficará grudado."

O objeto não grudou. De fato, começou a se dissolver na língua de Zeder. Intrigada, ela se virou para o colega mais experiente e perguntou o que ele pensava que era. "Oh", ele sorriu. "Isso é cocô de hiena."

Essas fezes antigas podem permanecer por milhares de anos, mantendo sua forma e cor originais. E os arqueólogos podem diferenciar cocô humano e animal, com base no tamanho e em outros atributos. Mas o esterco canino é extraordinariamente difícil de distinguir do tipo humano - algo que pode surpreender os pesquisadores que tentam reconstruir o que os povos antigos comiam.

"Quando dou palestras, peço ao público que adivinhe", diz Christina Warinner, arqueóloga molecular da Universidade de Harvard. "Eles sempre acham errado."

Agora, Warinner e colegas desenvolveram uma ferramenta baseada em inteligência artificial que, segundo eles, pode distinguir com precisão os "paleofeces" de humanos e cães. E depois de analisar mais de uma dúzia de amostras ao longo de milhares de anos, eles chegaram a uma conclusão surpreendente: o registro arqueológico está cheio de cocô de cachorro.

"Há muitas coisas realmente ótimas que você pode fazer com isso", diz Zeder, que considera o novo trabalho um "salto em frente". Se refinado, ela diz, o método pode ajudar a revelar marcos importantes na domesticação de cães.

Nada disso estava na mente de Warinner quando ela começou a pedir aos arqueólogos de todo o mundo amostras de fezes humanas antigas. Ela estuda como o microbioma humano - as vastas populações de bactérias que habitam nosso intestino - mudou com o tempo. 

Tais mudanças são influenciadas por onde vivemos e pelo que comemos e foram associadas a doenças como artrite e obesidade. Eles também deixam vestígios em nossas fezes.

As amostras que Warinner recebeu a deixaram perplexa. "Nós pensamos que todos eles eram humanos", diz ela. "Mas os dados que recuperamos eram realmente estranhos."

Os paleofeces humanos podem conter vestígios de material genético canino, porque algumas pessoas comem cães. E os excrementos de cães podem conter vestígios de DNA humano, porque os cães às vezes comem cocô humano. Mas quando a equipe de Warinner analisou o material genético dos excrementos - alguns deles em uma forma fossilizada conhecida como coprólito - algumas das amostras continham tanto DNA canino que só poderiam ter vindo de cães.

Procurando uma maneira melhor de distinguir os dois, Warinner procurou um de seus alunos de pós-graduação, Maxime Borry, que está trabalhando para um doutorado. em bioinformática no Instituto Max Planck para a Ciência da História Humana. 

A preocupação acumulou todo o DNA das amostras fecais, que incluíam não apenas material genético humano e canino, mas seqüências de micróbios, plantas e qualquer outra coisa no intestino do proprietário. Ele então treinou um programa de aprendizado de máquina - que aprende a fazer correlações entre grandes quantidades de dados - em amostras modernas de excrementos humanos e de cães.

Os pesquisadores aplicaram o programa resultante - coproID batizado - a 13 amostras, variando de esterco recuperado de uma vila agrícola chinesa de 7.000 anos de idade a uma casa de 400 anos no sul da Inglaterra. Eles também testaram sete amostras de controle: sedimentos que não continham fezes, mas eram de locais onde as fezes podem ser encontradas, incluindo pilhas de lixo antigas e cavidades pélvicas de esqueletos humanos.

O programa classificou todas as amostras de controle como improváveis ​​de serem fecais. Ele também identificou com confiança sete dos antigos cocô - cinco como humanos, dois como caninos -, a equipe relata hoje no PeerJ . Os perfis genéticos de três outras amostras sugerem que eles também vieram de cães, diz Warinner.

Uma das descobertas mais surpreendentes foi da casa britânica do século XVII. Durante uma reforma na década de 1980, os trabalhadores encontraram um penico - completo com seu "depósito" - perto do telhado original. Eles o enviaram para um museu local, onde permaneceu por décadas com o rótulo "Três coprólitos humanos". Mas o coproID informou que as fezes vieram de um cachorro.

"Como chegou lá, quem sabe", ri Kate Britton, arqueóloga da Universidade de Aberdeen, que enviou o espécime do penico ao Warinner. Ela suspeita que algum proprietário pós-militar tenha preguiça de levar o cachorro para passear ou que os renovadores estejam fazendo uma brincadeira.

Zeder espera que a nova abordagem ofereça informações sobre a evolução do relacionamento homem-cão. Nós domesticamos cães há mais de 15.000 anos atrás, mas exatamente quando, onde e como isso aconteceu permanece um mistério.
 
Em algum momento, diz ela, nossos amigos caninos evoluíram de lobos carnívoros para cães onívoros quando os humanos começaram a alimentá-los com restos de mesa. O uso de fezes para marcar como o microbioma do cão - e depois o genoma - evoluiu para processar esses novos alimentos pode revelar marcos na relação humano-canino. "A capacidade de acompanhar isso ao longo do tempo é realmente emocionante", diz ela.

Ainda assim, Ainara Sistiaga, geoarqueologista molecular da Universidade de Copenhague, diz que a abordagem ainda não está pronta para o horário nobre. Sistiaga, que estudou as fezes de tudo, de dinossauros a neandertais, observa que os dados caninos usados ​​para treinar o coproID vieram exclusivamente de cães ocidentais que comiam comida para animais - dificilmente uma dieta dos tempos antigos. Talvez por isso, o programa tenha se esforçado para identificar alguns dos excrementos de cães. "Quanto mais dados colocarmos, mais útil será essa ferramenta", diz ela.

Enquanto isso, Borry está se acostumando com sua nova identidade como "o cara que trabalha no cocô de cachorro". Em um retiro departamental recente, ele diz, Warinner fez um teste para todos e a equipe de Borry perdeu. Seu prêmio de consolação: um cachorro de plástico que faz cocô no Play-Doh. "Eu realmente não acho que foi um prêmio para perdedores", diz ele. "Ela realmente queria me dar."

Fonte: Science

quinta-feira, 4 de junho de 2020

A inteligência artificial melhora drasticamente a precisão do exame oftalmológico clássico

Exame Oftalmológico Clássico
O exame oftalmológico clássico pode estar prestes a receber uma atualização. Os pesquisadores desenvolveram um teste de visão on-line - alimentado pela inteligência artificial (IA) - que produz diagnósticos muito mais precisos do que a folha de maiúsculas que observamos desde o século XIX. Se aperfeiçoado, o teste também pode ajudar pacientes com doenças oculares a acompanhar sua visão em casa.

"É uma ideia intrigante" que revela o quão antiquado é o exame oftalmológico clássico, diz Laura Green, oftalmologista do Krieger Eye Institute. Green não estava envolvida com o trabalho, mas estuda maneiras de usar a tecnologia para melhorar o acesso aos cuidados de saúde.

O exame oftalmológico clássico, conhecido como quadro de Snellen, existe desde 1862. Quanto mais baixo o lençol que uma pessoa pode ler, melhor sua visão. O teste é rápido e fácil de administrar, mas apresenta problemas, diz Chris Piech, cientista da computação da Universidade de Stanford. Os pacientes começam a adivinhar as letras quando ficam embaçadas, diz ele, o que significa que podem obter notas diferentes cada vez que fazem o teste.

Piech não é estranho ao teste de Snellen. Aos 10 anos, os médicos o diagnosticaram com uveíte crônica, uma doença inflamatória ocular. "Eu estava passando por todos esses testes e era bastante óbvio para mim que era terrivelmente impreciso", diz ele. Ele queria encontrar uma maneira de remover o erro humano do exame de Snellen, melhorando sua precisão.

Então Piech e seus colegas desenvolveram um teste online. Os usuários primeiro calibram o tamanho da tela ajustando uma caixa em uma página da Web ao tamanho de um cartão de crédito. Depois de inserir a distância que estão da tela, o teste exibe um "E" em uma das quatro orientações. Com base na resposta, o algoritmo usa estatísticas para fazer uma previsão de uma pontuação de visão, semelhante à forma como as IAs criam uma lista de reprodução com base em seus artistas favoritos ou em quais anúncios exibir com base no que você clicou anteriormente. À medida que o teste prossegue, o algoritmo é capaz de fazer uma previsão mais precisa sobre a pontuação. O teste faz 20 perguntas por olho e leva alguns minutos para ser concluído.

Quando os pesquisadores executaram seu "Teste de acuidade de Stanford" (StAT) através de 1000 simulações em computador simulando pacientes reais, o diagnóstico reduziu o erro em 74% em comparação com o teste de Snellen , informou a equipe este mês nos Anais da Conferência da AAAI sobre Inteligência Artificial . As simulações funcionam começando com um índice de acuidade conhecido e fatores nos tipos de erros que um ser humano pode cometer. Em seguida, virtualmente "realiza" os diferentes testes oculares para comparar a precisão deles. A equipe usou isso em vez de pacientes reais, porque começa com a acuidade "verdadeira" - algo desconhecido em um ser humano.

Fonte: Science

sexta-feira, 17 de abril de 2020

O registro arqueológico está cheio de cocô de cachorro

Em 1981, então - estudante de graduação Melinda Zeder foi realizar a triagem através de ossos de animais de uma caverna paleolítica no sudoeste do Irã, quando ela veio em cima de um fragmento que ela não conseguia identificar. “Quando você não consegue distinguir uma pedra do osso, coloca a língua nela”, diz Zeder, agora arqueozoólogo do Museu Nacional de História Natural da Smithsonian Institution. "Se for osso, ficará grudado."

O objeto não grudou. De fato, começou a se dissolver na língua de Zeder. Intrigada, ela se virou para o colega mais experiente e perguntou o que ele pensava que era. "Oh", ele sorriu. "Isso é cocô de hiena."

Essas fezes antigas podem permanecer por milhares de anos, mantendo sua forma e cor originais. E os arqueólogos podem diferenciar cocô humano e animal, com base no tamanho e em outros atributos. Mas o esterco canino é extraordinariamente difícil de distinguir do tipo humano - algo que pode surpreender os pesquisadores que tentam reconstruir o que os povos antigos comiam.

"Quando dou palestras, peço ao público que adivinhe", diz Christina Warinner, arqueóloga molecular da Universidade de Harvard. "Eles sempre acham errado."

Agora, Warinner e colegas desenvolveram uma ferramenta baseada em inteligência artificial que, segundo eles, pode distinguir com precisão os "paleofeces" de humanos e cães. E depois de analisar mais de uma dúzia de amostras ao longo de milhares de anos, eles chegaram a uma conclusão surpreendente: o registro arqueológico está cheio de cocô de cachorro.

"Há muitas coisas realmente ótimas que você pode fazer com isso", diz Zeder, que considera o novo trabalho um "salto em frente". Se refinado, ela diz, o método pode ajudar a revelar marcos importantes na domesticação de cães.

Nada disso estava na mente de Warinner quando ela começou a pedir aos arqueólogos de todo o mundo amostras de fezes humanas antigas. Ela estuda como o microbioma humano - as vastas populações de bactérias que habitam nosso intestino - mudou com o tempo. 

Tais mudanças são influenciadas por onde vivemos e pelo que comemos e foram associadas a doenças como artrite e obesidade. Eles também deixam vestígios em nossas fezes.

As amostras que Warinner recebeu a deixaram perplexa. "Nós pensamos que todos eles eram humanos", diz ela. "Mas os dados que recuperamos eram realmente estranhos."

Os paleofeces humanos podem conter vestígios de material genético canino, porque algumas pessoas comem cães. E os excrementos de cães podem conter vestígios de DNA humano, porque os cães às vezes comem cocô humano. Mas quando a equipe de Warinner analisou o material genético dos excrementos - alguns deles em uma forma fossilizada conhecida como coprólito - algumas das amostras continham tanto DNA canino que só poderiam ter vindo de cães.

Procurando uma maneira melhor de distinguir os dois, Warinner procurou um de seus alunos de pós-graduação, Maxime Borry, que está trabalhando para um doutorado. em bioinformática no Instituto Max Planck para a Ciência da História Humana. 

A preocupação acumulou todo o DNA das amostras fecais, que incluíam não apenas material genético humano e canino, mas seqüências de micróbios, plantas e qualquer outra coisa no intestino do proprietário. Ele então treinou um programa de aprendizado de máquina - que aprende a fazer correlações entre grandes quantidades de dados - em amostras modernas de excrementos humanos e de cães.

Os pesquisadores aplicaram o programa resultante - coproID batizado - a 13 amostras, variando de esterco recuperado de uma vila agrícola chinesa de 7.000 anos de idade a uma casa de 400 anos no sul da Inglaterra. Eles também testaram sete amostras de controle: sedimentos que não continham fezes, mas eram de locais onde as fezes podem ser encontradas, incluindo pilhas de lixo antigas e cavidades pélvicas de esqueletos humanos.

O programa classificou todas as amostras de controle como improváveis ​​de serem fecais. Ele também identificou com confiança sete dos antigos cocô - cinco como humanos, dois como caninos -, a equipe relata hoje no PeerJ . Os perfis genéticos de três outras amostras sugerem que eles também vieram de cães, diz Warinner.

Uma das descobertas mais surpreendentes foi da casa britânica do século XVII. Durante uma reforma na década de 1980, os trabalhadores encontraram um penico - completo com seu "depósito" - perto do telhado original. Eles o enviaram para um museu local, onde permaneceu por décadas com o rótulo "Três coprólitos humanos". Mas o coproID informou que as fezes vieram de um cachorro.

"Como chegou lá, quem sabe", ri Kate Britton, arqueóloga da Universidade de Aberdeen, que enviou o espécime do penico ao Warinner. Ela suspeita que algum proprietário pós-militar tenha preguiça de levar o cachorro para passear ou que os renovadores estejam fazendo uma brincadeira.

Zeder espera que a nova abordagem ofereça informações sobre a evolução do relacionamento homem-cão. Nós domesticamos cães há mais de 15.000 anos atrás, mas exatamente quando, onde e como isso aconteceu permanece um mistério.
 
Em algum momento, diz ela, nossos amigos caninos evoluíram de lobos carnívoros para cães onívoros quando os humanos começaram a alimentá-los com restos de mesa. O uso de fezes para marcar como o microbioma do cão - e depois o genoma - evoluiu para processar esses novos alimentos pode revelar marcos na relação humano-canino. "A capacidade de acompanhar isso ao longo do tempo é realmente emocionante", diz ela.

Ainda assim, Ainara Sistiaga, geoarqueologista molecular da Universidade de Copenhague, diz que a abordagem ainda não está pronta para o horário nobre. Sistiaga, que estudou as fezes de tudo, de dinossauros a neandertais, observa que os dados caninos usados ​​para treinar o coproID vieram exclusivamente de cães ocidentais que comiam comida para animais - dificilmente uma dieta dos tempos antigos. Talvez por isso, o programa tenha se esforçado para identificar alguns dos excrementos de cães. "Quanto mais dados colocarmos, mais útil será essa ferramenta", diz ela.

Enquanto isso, Borry está se acostumando com sua nova identidade como "o cara que trabalha no cocô de cachorro". Em um retiro departamental recente, ele diz, Warinner fez um teste para todos e a equipe de Borry perdeu. Seu prêmio de consolação: um cachorro de plástico que faz cocô no Play-Doh. "Eu realmente não acho que foi um prêmio para perdedores", diz ele. "Ela realmente queria me dar."

Fonte: Science