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
Nekik nem a szépség számít! Ez a 4 születési hónap egészen másképp lesz szerelmes, mint az átlag
A vonzalom sokféleképpen kezdődhet.
Teljesen vezető nélküli robotaxi-szolgáltatás indult Zágrábban
Az autók egy 22 kilométeres útvonalon közlekednek, és az Uberen keresztül lehet megrendelni őket.
A feng shui szakértő elárulta: ezekkel az egyszerű praktikákkal bevonzhatod a szeretetet és a harmóniát a hálószobába
Lehet gyönyörű az ágynemű, romantikus a világítás és tökéletesen megválasztott a dekoráció, a feng shui szerint mégsem mindegy, hol...
Kihallgatta az ügyészség a Biggeorge tulajdonosát a cég óbudai beruházásával kapcsolatban
A HVG-nek az üzletember ügyvédje azt írta: a gyanúsítás minden valóságalapot nélkülöz.
Dízeltámogatás: kiakadtak a fuvarozók a kormány lépésén
A NiT Hungary, Magánvállakozók Nemzeti Fuvarozó Ipartestülete elfogadhatatlannak tartja a kormány által pénteken bejelentett...
„56 éves vagyok, nem kell nekem életvezetési tanácsokat adni” – Anger Zsolt kiakadt
Zajlanak az események a Farm VIP hatodik évadában, és úgy tűnik, már a reggelek sem nyugodtak. Olivér szóvá tette Anger Zsoltnak, hogy...
Letartóztatták a férfit, aki combon szúrt egy utast a villamoson
A bíróság letartóztatta a férfit, aki menekülni kezdett, miután szerda délelőtt megkéselt egy másik férfit a 4-es, 6-os villamoson.
Tragédia a Rákosfalva park 15. emeletén: kiugrott a kigyulladt lakásból egy kétgyermekes édesanya
Péntek hajnalban kiabálásokra és sikoltozásra ébredtek a lakók a zuglói Rákosfalva park egyik panelházában. A...
Egy elhibázott levél után módosított ukrán törvénytervezet állhat a magyar vétó hátterében, de van tér a párbeszédre
Ukrajnát meglepte, hogy a magyar kormány megvétózta egy újabb klaszter megnyitását az ország előtt. A kölcsönös gesztusok és a...
14,6 milliárd forintért lehetett ikszelni az Eurojackpoton – Nézzük, kinek sikerült
Megvannak az Eurojackpot legújabb nyerőszámai. A szabályok szerint a játékosoknak öt számot kell eltalálniuk az 1-50 közötti...
A szakértő figyelmeztet: milliónyi mikroműanyag kerülhet a reggeli kávédba, a papírpohár sem olyan ártatlan, mint hinnéd!
Sokan gondolkodás nélkül kérik elviteles papírpohárba a reggeli kávéjukat, hiszen első pillantásra jóval ártalmatlanabb választásnak...
A pszichológusok feltárták, mit árul el rólad, ha nem ágyazol be reggelente
A pszichológusok szerint nem feltétlenül lusta az, aki kihagyja a reggeli beágyazást.
Sport
Egész Franciaország egy magyar mulatós slágerre ropja, Marco Rossi válogatott kedvencének köszönhető
Csongvai Áron egy legendás francia klubnál lett pár hét alatt kedvenc, követeljük Rossitól a meghívót!
Az év magyar sportbotránya: nyomozás indulhat gyermekbántalmazás miatt a szombathelyi dobóklubnál
A következő hetekben eldőlhet, hogy milyen irányban indul el az ügy.
Alexis Mac Allister klubváltása a címlapon, már nem csak a Real Madrid hívja a Liverpool sztárját
Pár nappal ezelőtt még Andoni Iraolát dicsérte az argentin világbajnok.
Mourinho nyilatkozata után gyakorlatilag eldőlt Arda Güler sorsa
Az Arsenal, a Chelsea és a Liverpool is érdeklődött a 21 éves török klasszis iránt.
Hiába remekel Szoboszlai és Mac Allister, a Liverpool megtalálta az utódokat
A friss hírek szerint a Vörösök továbbra is a kívánságlistájuk élén tartanak olyan tehetséges középpályásokat, akikkel pótolhatnák adott esetben akár Mac Allistert, akár Szoboszlait.
Leleplezte a kamera: Rodri kispadon tett durva megjegyzése körül áll a bál
Most már arra is figyelni kell, mit súg oda a társának a lecserélt labdarúgó.
Tizenegyesből rúgták meg az év egyik legfurább gólját
Teljesen szabályos és nagyon fura találat.
„Csak váljatok el” – megdöbbentő dolgot árult el 28 kilós fogyásáról a háromszoros világbajnok
A viharos időszak miatt egy időre parkolópályára tette a sportot.
Marco Rossi sorolja a neveket, szenzációs visszatérők a magyar válogatottnál
Marco Rossi szövetségi kapitány összességében elégedett a válogatott futballisták nyári klubváltását illetően. Néhány nevet kifelejtett, ők valószínűleg nem számíthatnak meghívóra. A legtöbben jól döntö
Videó: 13 éves, 210 centis röplabdázón ámul most a sportvilág
Íme Mubarak Mousa, aki vélhetően még növésben van.
Messi tovább szórja a pénzt: újabb spanyol futballcsapatot vásárol az argentin világsztár
Lionel Messi elvi megállapodást kötött a spanyol másodosztályban szereplő CD Eldense felvásárlásáról. Az argentin világbajnok a részvények 100 százalékát szerezheti meg.
Deco legfrissebb nyilatkozata után Julián Álvarez a könnyeit törölgeti
Megoldódott Barcelonában a 9-es poszt.
Bulvár
Újabb tégla a Fideszből: olyan dolgokat tud, amelyeket a hatalom a sírba vitt volna
Kitálalt a Partizánban Vályi-Nagy Vilmos volt helyettes államtitkár: megfigyelésről, a Microsoft-ügy háttérszálairól és a kormányzati tisztsége mögötti belső harcokról beszél.
Képek Fásy Ádámék luxusvillájáról: csupa pompa és arany
Fásy Ádámék ilyen luxusban élnek. Villájukban aranyozottak a csapok is.
Prőhle Gergely: Egy cetlit adtak Orbán Viktornak ebéd közben. Akkor még nem tudtuk, hogy megváltozott a világ – 9/11-től a német tűzfal leomlásáig
Mi köti össze 9/11-et a szász-anhalti választással?
Döntött a MOHU, megszűnik egy népszerű lehetőség: nem veszik vissza egyes gyűjtőpontokon az elektronikus hulladékot
Már nem lehet leadni a népszerű lakossági veszélyesanyag-gyűjtéseken az elektronikus hulladékot, például az elromlott háztartási kisgépeiket a MOHU friss döntése érdekében.
„Pár év alatt lett dögösből öregasszony” – Férfiak brutális vallomásai a feleség öregedéséről
Hogyan érez egy férj, ha a szeretett nő szépsége megváltozik az évek során? Férfiak vallanak őszintén – néha brutálisan, néha meghatóan – a feleségük öregedéséről.
Török Gábor: Ruff Bálint fő küldetése, hogy megakadályozza az Orbán-nosztalgia kialakulását
Ruff Bálint a Magyar Péter-univerzumban a legerősebb ember – mondta a politikai elemző a Törökülésben.
Ne edd meg, ha ilyen népszerű terméket vettél a Lidlben: májkárosító és rákkeltő anyagot találtak benne
Vidd vissza, ha ilyen terméket vásároltál!
Női magánnyomozók mesélnek: „Van, aki valójában tudja az igazságot, csak kell neki a bizonyíték”
Eltűnt emberek, örökösök, céges átvilágítások és hűtlenségi ügyek: a magánnyomozók munkája meglehetősen sokszínű. Sebesi Renáta és Herczeg Anna mesélt a szakma valóságáról, jogi korlátairól, érzelmi t
Kicsi a világ: nagy meglepetés érte Magyar Pétert, miközben Pozsonyban sétálgatott
Fajokon átívelő gratulációözön hullott a miniszterelnökre.
Itt a vége, lezárul egy korszak. Bejelentette a szomorú hírt Korda György
Közeledik Korda György és Balázs Klári pályafutásának egyik legérzelmesebb estéje. December 19-én a Papp László Budapest Sportarénában rendezik meg az (UTOL)SHOW Felszállás című koncertjüket, amely a házaspár
Leszakad az ég: özönvízszerű eső miatt adtak ki riasztást ezekre a vármegyékre
Tizenkét vármegyére zivatarok, hat vármegyére pedig nagy mennyiségű eső miatt adtak ki citromsárga figyelmeztetést péntekre. Egyes helyeken akár 25-40 milliméter csapadék is eshet.
- 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!
