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:
hírek innen, onnan
Elhunyt a nemrég Dubajban elfogott, majd Magyarországra szállított Radnai László
A magyar alvilág egyik meghatározó alakja 70 éves volt.
Pár perce jött! Eltűnt egy 9 éves kisfiú Budapesten: mindenki segítségét kérik
Itt vannak a részletek.
Tragikus hírrel indult a nap! Örök álomra hunyta szemét az olimpikon
79 éves korában elhunyt Szonoda Iszamu, az 1976-os montreali olimpia aranyérmes és 1969-es világbajnok japán cselgáncsozó. A sportág egyik...
Durván nekiment Kóbor Lénának az Omega gitárosa: ezt mondta a Gyöngyhajú lány új változatáról
Molnár György Elefánt kemény véleményt mondott Kóbor Léna feldolgozásáról.
Rekordközelben a NATO támogatottsága Magyarországon, Zelenszkij megítélése viszont mélyponton
Az ukrán elnökben csak minden ötödik magyar bízik.
Számolt egy kicsit a Fidesz-KDNP, potom 183 millió forinttal költött többet a kampányra a korábban közöltnél
Ettől még persze továbbra sem tudjuk, mekkora összeg jönne ki, ha beleszámítanánk minden közpénzmilliárdot, amelyet a két korábbi...
Mai és holnapi fronthatás - erre számíthat szombaton és vasárnap.
A zivatarok átmeneti panaszokat okozhatnak, vasárnapra azonban enyhül a hőterhelés.
Így köszöntötte Sváby András az imádott kutyáját a 10. születésnapján
Szeretetteljes, kedves fotókkal és üzenettel köszöntötte hűséges négylábú társát a népszerű műsorvezető. Sváby András...
Augusztus 1-jétől újraindul a vonatforgalom Dombóvár és Komló között
Augusztus 1-jétől, három év szünet után újraindul a személyszállítás a Dombóvár–Komló vasútvonalon – jelentette be Vitézy...
Élesedett a pályázat a NAV-elnöki posztra, aktív angoltudás elvárt
Július végéig lehet jelentkezni.
Oroszország egyik vezető cégét érte ukrán támadás
Ukrán dróntámadások következtében hét ember életét vesztette egy Moszkvától délre fekvő raktárban, egy másik csapás pedig tüzet...
„A gyengédség nem este kezdődik, hanem kis pillanatokkal napközben” – 10 igazság az intimitásról, nőktől
Az intimitás nem csupán az esti órákban kezdődik, hanem apró pillanatokkal napközben. A nőktől kérdeztük meg, mit lenne jó tudni a...
Sport
Visszalépett a labdarúgó NB I-től az egyik magyar csapat – megvan a beugrós
Fejlemény a szomorú történetben.
Kylian Mbappé nem fog örülni annak, hogy ki lesz a Real Madrid „kilencese”
José Mourinho más poszton számol a franciával.
Szoboszlai menedzsere: Ezzel a szerződéssel Dominik olyan polcra kerül, amit maximálisan kiérdemelt
Szoboszlai Dominik szerződéshosszabbítása után a játékos menedzsere, Esterházy Mátyás arról beszélt, hogy mindkét fél azt akarta, hogy a magyar játékos a Liverpool játékosa maradjon.
Bejelentették, mennyivel kapnak kevesebb pénzt az NB I-es és az NB II-es klubok az MLSZ-től
Csapatonként legalább négy magyart kell szerepeltetni az első osztályban.
Kitette a keretből BL-győztes sztárját a Manchester City
Kereshet magának új csapatot.
Hat évvel ezelőtt egy kokainos bulin tartóztatták le, most ő fújja a sípot a világbajnokság döntőjében
Egy ártalmatlan üzleti ebédnek indult, kis híján a pályafutásába került.
Még fizetésének csökkentését is vállalná Mohamed Szalah, hogy ide igazolhasson
A 34 éve egyiptomi támadónak jelenleg nincs klubja.
Korrupció, botrány, pénzeső: "Hatalmas siker a negyvennyolc csapatos világbajnokság"
A FIFA elnöke merész kijelentéseket tett a jelenleg is futó világbajnokságról. 2030-ra a profit éhhség eddig nem látott mértékeket ölthet.
A Liverpoollal hosszabbító Szoboszlai a klub egyik legjobban kereső játékosa lesz
Szoboszlai Dominik új szerződést írt alá a Liverpoollal.
Elmaradhat a foci-vb döntője, drámai a helyzet az Egyesült Államokban
Hamarosan akár már Magyarországról is látható lesz a probléma, Messiék tehetetlenek a rangadó előtt.
Thomas Tuchel olyan kérdést kapott, kis híja volt, le ne köpje az első sorban ülő újságírókat
Elárulta, mit bánt volna meg nagyon az Atlantában elbukott elődöntőből...
Elképesztő szám, az angolok szerint ennyit kereshet Szoboszlai Dominik az új szerződésével
Markáns fizetésemelést harcolt ki a magyar futballista.
Bulvár
Rendőröket vezényeltek Budapest utcáira, Toroczkai László nekiment a baloldalnak
Toroczkai László keményen reagált a kormány legújabb döntésére. Név szerint is megnevezte, kiket okol a kialakult helyzetért.
Meghalt egy 17 éves diákmunkás Szegeden, miután magába rántotta egy szeletelőgép
A rendőrség foglalkozás körében elkövetett halált okozó gondatlan veszélyeztetés vétsége miatt indított büntetőeljárást.
Ha bejön, amit Vitézy Dávid elárult az Indexnek, forradalom lesz az utakon
Lázár Jánosnak is odapörkölt a miniszter.
Animáción mutatjuk az esti zivatarok várható útvonalát
Nőnek a csapadékesélyek.
Egy étterem fel akarta tenni a friss balatoni lazacot az étlapra – A szakács válasza mindent vitt
Remélhetőleg az mindenkinek megvan, hogy lazacot nem lehet fogni a Balatonban.
Ennyi pénz kerülhet az új Nyugdíjas Szép-kártyára
Új részletek láttak napvilágot a tervezett Nyugdíjas Szép-kártyáról.
Magyar színészlegenda volt: ma 78 évesen magányosan él
Szacsvay László három évvel a felesége halála után magányosan tölti estéit.
Kivonult a Nébih, leállították a korábbi országtorta-győztes cukrászda üzemét
A hatóság összesen 40 kifogásolt élelmiszertételt talált az ellenőrzés során.
Felháborodott nők fordultak Hegedűs Zsolt egészségügyi miniszterhez, ez a rendelet az oka
A szívhangrendelet jövője egyelőre bizonytalan, de a nők fontos dologra hívják fel Hegedűs Zsolt egészségügyi miniszter figyelmét.
Elmaradhat a foci-vb döntője, drámai a helyzet az Egyesült Államokban
Hamarosan akár már Magyarországról is látható lesz a probléma, Messiék tehetetlenek a rangadó előtt.
Még engedélyt sem kértek: nem épül meg Szolnokon a Szijjártó által bejelentett akkugyár
Szolnok jövőjéről csak a szolnokiak érdekeit szem előtt tartva lehet dönteni – jelentette ki a térség tiszás országgyűlési képviselője a megyei jogú város és Abony közé tervezett elektrolitgyár ügyébe ...
Most érkezett! Megtámadták Moszkvát: brutális lángok csaptak fel, rengeteg az áldozat
Bár a létesítményben keletkezett károkat nem részletezte, megerősítette, hogy a településen két ember megsérült, egy közeli szülészeti klinikát pedig ki kellett üríteni.
- Csökkent a gázolaj ára
- Wizz Air-járat indult Eszékről - előnyben a Dél-Dunántúl
- Leszakadt egy vasúti felsővezeték Érdnél, jelentős késésekre kell számítani
- NAV: sok változást hoz a jövedéki szabályozásban az új törvény
- Már a jelen is az elektromos buszoké
- Megszűnt az útlezárás Szekszárd és Bonyhád között
- Így közlekednek a távolsági buszok a hosszú hétvége alatt
- 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
- Szekszárdi? Az alábbi időpontokban tartózkodjon a zajkeltéstől!
