Egymástól tanuló mesterséges intelligenciák fedik fel agyunk valódi korát
A Nemzeti Agykutatási Program által támogatott kutatás eredményei megkönnyíthetik az időskori demencia előrejelzését. Az MTA TTK Agyi Képalkotó Központ kutatóinak cikkét az egészségügyi informatika területének legrangosabb folyóirata, a GigaScience közölte.
 |
Hány éves az agya valójában? – a kérdés mintha egyenesen a Facebookról érkezett volna. A látszat azonban ezúttal csal: komoly kutatók foglalkoznak a témával – köztük a Magyar Tudományos Akadémia Természettudományi Kutatóközpont (TTK) munkatársai –, a válaszok pedig sokak időskorát tehetik élhetőbbé.
Agyunk az életünk során folyamatosan változik, fiatalkorunkban az agy hálózatainak szerkezete és működése egyre összehangoltabbá és kifinomultabbá válik, ahogy pedig öregedni kezdünk, ellenkező irányú folyamatok játszódnak le benne. A változások nemcsak az agy fizikai szerkezetében tapasztalhatók, hanem az egyes agyterületek működése közti összehangoltság mértékében is, amely az agyterületek között mérhető funkcionális kapcsolatok erősségének megváltozásával jól jellemezhető.
Kapcsolatok kora
E kapcsolatokat funkcionális mágneses rezonanciás képalkotással (fMRI) nagyszerűen lehet vizsgálni, és az eredmények megmutathatják, hogy a vizsgált agy kapcsolati mintázatának jellemzői mennyire felelnek meg a vizsgált személy valós életkorának. Ha az eltérés jelentős, az a kutatások szerint jól előre jelzi a kóros agyi öregedési folyamatokat, köztük a demenciát.
Márpedig igen fontos, hogy az efféle folyamatokra idejében fény derüljön, mivel a korai gyógyszeres beavatkozások és életmódváltás sokkal hatásosabb, mint a súlyosabb tünetek megjelenése utáni „tűzoltás”.
Az agyterületek működése közti kapcsolatok meglehetősen bonyolult hálózatot alkotnak, így egyáltalán nem nyilvánvaló, hogy milyen tulajdonságaik vannak kapcsolatban az életkorral. Kézenfekvő megoldásnak tűnt hát, hogy mesterséges intelligenciát vessenek be az elemzésére. A mélytanulásos (deep learning) rendszereket pedig éppen úgy be lehet tanítani az agyi kapcsolati hálózatok és az életkor közti összefüggésekre, mint például a kutyás és a macskás képek elkülönítésére. Vagyis egy mélytanulásos rendszer megfelelő számú egészséges agyról készült felvétel feldolgozása után „érezni” kezdi az agy korát, éppúgy, ahogy a másik példában a képen szereplő állat „kutyaságát” vagy „macskaságát”.
Tudásátadással a hatékonyabb tanulásért
Van azonban egy nagy eltérés a két helyzet között: míg a képfelismerés esetében a betanításhoz fotók millióit használhatják, a meglehetősen költségesen elkészíthető fMRI-felvételekből nagyságrendekkel kevesebb áll rendelkezésre. És ha ez még nem lenne elég, a különféle berendezéseken más és más beállításokkal készült fMRI-felvételek kapcsolati hálózatai annyira különböznek egymástól, hogy nem igazán lehet őket „összeönteni” és ezt az egységes adatbázist használni a mesterséges intelligencia betanítására.
Vidnyánszky Zoltán és a Nemzeti Agykutatási Program támogatásával működő kutatócsoportja a mélytanulásos rendszerek működési elvét felhasználva ügyes megoldást talált e probléma kiküszöbölésére. Az ilyen elven működő tanuló rendszerek ugyanis több egymásra épülő absztrakciós szinten dolgozzák fel a bemenet információit. Míg a legelső szinteken még sokat számítanak a bemenő adatok konkrét részletei, a felsőbb szinteken egyre elvontabb összefüggések jelennek meg a tanulás során. Így, például egy kutyákat és macskákat fotó alapján elkülönítő, betanított mélytanulásos rendszer alacsonyabb szintjei hatalmas eltérésekkel reagálnak egy csivava és egy bernáthegyi képére, de magasabb szinteken már egyértelműen a „kutyaság” dominál.
Vidnyánszkyék ötlete az volt, hogy az fMRI-felvételek egyszerű összeöntése helyett inkább a különféle mintákon betanított mesterséges intelligenciák magasabb absztrakciós szintjeinek adatait vegyék át. Abban reménykedtek, hogy így valamilyen mértékben képesek lesznek átvenni a mélytanulásos rendszerek „tudását”. Mintha – a fotók összeöntése helyett – a kizárólag fajtatiszta házikedvenceken megtanult „kutyaság” és „macskaság” fogalmait megalapozó belső, absztrakt adatokat átadhatnák egy másik tanuló rendszernek. Ez a másik rendszer pedig a keverék kutyákat ábrázoló képek vizsgálatát már az így átvett alaptudással kezdhetné.
Az MTA TTK Agyi Képalkotó Központban működő kutatócsoport eljárása sikeresnek bizonyult, eredményüket nemrég az egészségügyi informatika területének legrangosabb folyóirata, a GigaScience közölte.
„Az eljárásunk segítségével 5 évvel sikerült javítani a funkcionális konnektivitáson alapuló agyéletkorbecslés átlagos pontosságát. Ezt úgy sikerült elérnünk, hogy felhasználtuk a korábban, más adatbázison elsajátított tudást a becsléshez használt mesterséges neurális hálózat tanítása során. Ezt a korábban tanult kapcsolati súlyok átvételével és finomhangolásával végeztük a hálózat megfelelő rétegeiben. Kutatási eredményeink megoldást szolgáltattak a különböző MRI-berendezéssel, mérési paraméterekkel és eltérő szempontok szerint beválogatott embercsoportokon gyűjtött adatbázisok közötti tudástranszferre” – mondta el Vidnyánszky Zoltán.
A módszer fontos előrelépést jelent a kóros agyi öregedés mesterséges intelligenciával történő hatékonyabb előrejelzésében. Emellett segítséget nyújthat olyan, idegrendszeri képalkotáson alapuló speciális diagnosztikai feladatok megoldásában, ahol kevés adat áll rendelkezésre a mesterséges intelligenciák tanításához. A kutatócsoport jövőbeli kutatásainak célja, hogy módszertani fejlesztéseik eredményeire építve kidolgozzanak egy multimodális, strukturális és funkcionális MRI-képalkotáson alapuló mesterséges intelligenciával támogatott eljárást a kóros agyi öregedés korai kiszűrésére és típusainak osztályozására.
A Vidnyánszky Zoltán által vezetett kutatócsoport munkájában kiemelkedő szerepet játszott két fiatal kutató, Meszlényi Regina és Vakli Pál. Az eredeti tanulmány itt érhető el.
Érdemes elolvasni az mta.hu egy korábbi cikkét is, mely részletesen bemutatja Vidnyánszkyék munkáját és az fMRI-mérésekben rejlő lehetőségeket.
A teljes cikk elérhető az mta.hu oldalon is, az alábbi címen:
Ön szerint esélyes a Tisza Párt a Fidesz leváltására?
hírek innen, onnan
A Veszprém tetemes előnyt herdált el a kézi BL-ben
A magyar csapat negyedórával a vége előtt még hat góllal vezetett a Nantes ellen.
Erőből győzelem, fenyegetés, elgurult gyógyszer: durva nap volt a magyar–ukrán nyilatkozatháborúban
Orbán Viktor és Volodimir Zelenszkij olyan intenzitással üzengettek egymásnak a Barátság kőolajvezeték miatt, hogy még Magyar Pétert is...
Majdnem 800 pontot esett a Dow, 80 dollár fölé lépett egy időre az olaj
Ma is az iráni háború friss fejleményei borzolták a kedélyeket a világ tőzsdéin, a tegnapi meredek zuhanást követően Ázsiában kisebb...
Nagyot nyerhet egy német cég az iráni háborún, bár éppen most óriásit zuhant az árfolyama
A Renk német hadiipari vállalat vezérigazgatója szerint a közel-keleti háború élénkítheti a cég régiós üzletmenetét. A vállalat...
Sorsoltak a hatos lottón, valaki egy vagyont nyert ezzel a számsorral
A Szerencsejáték Zrt. tájékoztatása szerint a hatos lottó 10. héten, csütörtökön megtartott számsorsolásán az alábbi számokat...
Éjjel aktív a legjobban és gyönyörű a hangja is: ezt jelenti, ha fekete rigó jár a kertedben
Te is láttad már?
Egy kutyasétáltató sokkoló felfedezése: testvérek holttesteit találta meg egy bőröndben
A hatóságok két fiatal lány azonosításán dolgoznak, akiknek holttestét bőröndökben találták meg.
Magyar Péter Zelenszkijt bírálta, Orbán és Szijjártó is reagált a vitatott kijelentésre
Az ukrán elnök egy sajtótájékoztatón beszélt arról, hogy ukrán katonák, hazafiak fognak elbeszélgetni azzal, aki akadályozza a 90...
A Honvéd eltüntette az osztálykülönbséget, kiverte a Diósgyőrt a kupából
A Honvéd ellenfele a Zalaegerszeg lesz az elődöntőben.
Orvosmetetorológia: a gyönyörű tavaszi idő mellett fejfájással is számolhatunk pénteken
A Meteo Klinika részletes tájékoztatása szerint az intenzív változás már melegfronti meteogyógyászati következményekkel járhat a...
Magyar Kupa: A Honvéd egy villanással kiejtette az NB I-es Diósgyőrt, és bejutott a legjobb 4-be - videó
A Honvéd lesz ott a Magyar Kupa elődöntőjében, miután hazai pályán kiejtette az élvonalbeli Diósgyőrt.
7 év után tér vissza a Star Wars a mozikba, de most minden más lehet
Dave Filoni szerint A mandalóri és Grogu egy teljesen új korszakot nyit a Star Wars történetében.
Sport
Döbbenet. Lemosta a Fradit saját szurkolói előtt a sportág Real Madridja
A Pro Recco alapos leckét adott a BL-címvédőjének.
A gól, amelynél a kapus azt hitte, hogy az ellenfél térfelén is kézzel érhet a labdához
A napokban volt az évfordulója az egyik legismertebb meg nem adott gólnak.
Kós Hubert keményen beleállhat a nyílt csatába Milák Kristóf ellen
Milák tavaly kikapott Kóstól, aki 100 és 200 pillangón is vállalhatja a harcot az Európa-bajnokságon.
Videón, ahogy leüvöltötte a világsztárok fejét a Ferencváros sokkolt edzője
Az év edzője keresetlen szavakkal, ingerülten próbálta felrázni a játékosait.
Ennek örülhet a Liverpool: leckét kapott a Manchester United csodaedzője
Az Arsenal közben ismét nyert, a Manchester City pedig csak döntetlent játszott.
Leleplezte Dárdaiék módszereit az Újpest külföldi játékosa, aki eltávolodott a kaputól
Matija Ljujics szerint már érezhetőek a változások.
A Rüdiger által fejen térdelt Getafe-játékos: Meg is ölhetett volna, fordított helyzetben tíz meccsre eltiltottak volna
A sértett sem érti, miért úszta meg a súlyos szabálytalanságot a Real Madrid védője.
Eltiltották a gyúrástól a Premier League legizmosabb futballistáját
A szélső korábban azt nyilatkozta, nem szokott edzőterembe járni, most meg már nem is járhat.
Óriási erősítést kaphat a Liverpool, Slot pedig a hónap menedzsere lehet
A februári három siker után a jelöltek közé beválasztott tréner jó hírt osztott meg a szurkolókkal.
Premier League: Potyagól döntött az Arsenal meccsén, miközben botlott a két manchesteri óriás - eredmények, videók
A listavezető Arsenal nyert, közvetlen üldözője, a Manchester City ugyanakkor döntetlent játszott az angol labdarúgó-bajnokság 29. fordulójának szerdai játéknapján.
Változtattak a rajtprocedúrán a hétvégi Formula–1-es Ausztrál Nagydíj előtt
Újabb módosítás a szezonnyitóra.
Djokovics hiába várja a jussát, Alcaraz felfedte a titkot
Márciusban az Egyesült Államokban játszanak a világ legjobb teniszezői.
Bulvár
Kapitány István: vége az összeszerelő üzemek korszakának – 2 500 milliárd forint sorsa a tét
A Tisza Párt az összeszerelő üzemek helyett a magyar középvállalatok és a start-upok támogatását helyezi a középpontba - mondta a párt gazdaságfejlesztési és energetikai vezetője szerdán Kistarcsán.
Fia barátjával szexelt a polgármester asszony a medencés partyn: börtön fenyegeti
A választási kampánya visszatekintve egy kész vicc volt. Újraválasztása előtt "biztonságos közösséget" ígért. És akkor jön ez...
Csúnyán elszámolta magát Izrael, brutális felvételek érkeztek az iráni utcákról, erre senki nem számított
Iránban egészen máshogyan reagáltak, mint gondolták.
Brutális áremelkedés a kutakon péntektől: ennyivel nő a gázolaj és benzin ára
Rossz hír jött az autósoknak.
Hűtheti a pezsgőt Orbán Viktor: jó híreket kapott Brüsszelből
Egy vacsorán húzták keresztül az Európai Bizottság Ukrajna gyorsított csatlakozásáról szövögetett terveit.
Olyan megdöbbentőt mondott a magyarokról Putyin Moszkvában, ami minden híradásból kimaradt
Szijjártó Péter váratlanul Moszkvába látogatott.
Putyin váratlant húzott
Utasítást kap az orosz kormány, hogy a vállalatokkal együtt vizsgálja meg az európai piacról való azonnali kivonulás és az alternatív gázpiacokra való átállás kérdését – jelentette ki Vlagyimir Putyin orosz e
Brutális nyarunk lesz, ami következik a jéghideg tél után, az teljesen váratlan
Nem semmi, ami nyáron vár ránk majd Magyarországon.
Hivatalos: Őt tartják a világ legjobb színészének, aki valaha élt a Földön
A nézők megválasztották a valaha élt 10 legjobb férfi színészt. Durva, hogy kik maradtak le a listáról!
Az Orbán által emlegetett titkos jelentés három év börtönnel fenyegeti Magyar Péteréket
Lapunk kérte a nemzetbiztonsági jelentés titkosságának feloldását, ami a kormányfő szerint nem lehetetlen.
Azonnal menj orvoshoz, ha észleled ezt magadon. Egyből végezz rákvizsgálatot
Sokan legyintenek a puffadásra, a rendszertelen székletürítésre vagy az állandó kimerültségre, mert könnyű ráfogni a stresszes hétköznapokra. Csakhogy ezek a panaszok a vastagbél daganatos folyamatait is jelezhetik,
Kutatás bizonyítja: tényleg krónikus gyulladást okozhat, ha túl kevés jut a szervezetedbe ebből a vitaminból
Ha a szervezetben gyulladás alakul ki, az bizony krónikus betegségekhez és egyéb kellemetlenségekhez vezethet. A szakemberek szerint a jelenség részben a vitaminhiányra vezethető vissza.
- Csökkent a gázolaj ára
- Leszakadt egy vasúti felsővezeték Érdnél, jelentős késésekre kell számítani
- NAV: sok változást hoz a jövedéki szabályozásban az új törvény
- Az E.ON nevével visszaélve téveszthetik meg a lakosságot
- Így úszható meg a hosszú várakozás a horvát autópálya-kapuknál
- A talált madárfiókák többsége nem árva, nem szorul megmentésre, ne szedjük össze őket!
- Már csak pár napig lehet pályázni az ingyen falfestékre
- Hosszú hétvégi változások, kedvezmények a vasúton
- Online térképen láthatóak a tervezett áram- és gázszünetek az E.ON oldalán
- Nagy összegű készpénzzel érkezik az Európai Unióba? Akkor erre figyeljen!
- Lezárásokra, forgalomkorlátozásokra kell készülni ma és holnap Budapesten
- Óvjuk adatainkat úgy, mint a pénztárcánkat
- Két hétvégén is változik a vonatok közlekedési rendje
