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
Visszajön a tél! Sok hó és erős szel várható
Erre ki számított?
Félmillióan üzentek szívecskével Szoboszlai Dominiknak. Olyan fotót mutatott a családjáról, hogy elolvadtunk mi is
Az öltözéküket is figyeld, mert estünk hanyatt tőle!
Kétharmados győzelemre készül a Tisza: ezek a Fidesz-megbízottak repülnének elsőként
Magyar Péter felsorolta, hogy melyik Fidesz-kinevezetteket távolítaná el az állam éléről.
Ők már készen állnak, de nincsenek döntő pozícióban
A fiatalabb generációknak ma már alapvetés, hogy a fenntarthatóság a gazdasági döntések része. A vállalatoknál azonban sokszor még...
Kétszáz felett száguldóra csapott le a különleges francia elfogó
A kanyargós úton 200 km/óra felett száguldó BMW sofőrje nem gondolta, hogy egy rendőrjárőr a nyomába tud érni, de tévedett.
8 milliárd forinttal támogatja az állam a Flex zalaegerszegi beruházását
A 90 millió eurós beruházás 210 új munkahelyet teremt, ebből 20-at a kutatás-fejlesztés területén.
Stagflációs riadó Európában, nehéz helyzetben az EKB
Az eurózóna magánszektorának aktivitása tízhavi mélypontra süllyedt márciusban. Eközben az iráni háború felhajtja az energiaárakat,...
Videón a történelmi pillanat Ukrajnában: olyasmivel szedték le a rettegett orosz harci helikoptert, amire még nem volt példa
Ukrán drónkezelők a háború során először semmisítettek meg repülés közben egy orosz Ka–52-es harci helikoptert száloptikás...
Újra drágul a Netflix Magyarországon, ennyivel nőnek az előfizetési díjak
Ismét emelte árait a Netflix Magyarországon: a streamingszolgáltató minden előfizetési csomagja drágább lett, az emelés mértéke...
Kelen Annát sokszor megpróbálták átverni: a lelkesedést hamar felváltotta a gyanú
„A legnehezebb nem a hamisítvány, hanem amikor valakinek az álmait kell összetörnöm” – mondja Kelen Anna.
Itt az ideje eltörölni a zéró toleranciát?
Hazánkban már jó ideje zéró tolerancia van érvényben az ittas vezetésre, de időről időre felmerül az enyhítés kérdése. Most erről...
Nadrágszíjjal támadt, majd hasba szúrta kollégáját Szegeden egy férfi
Életveszélyes sérüléssel végződött egy munkahelyi nézeteltérés Szegeden: egy külföldi férfi először csak a nadrágszíjával...
Sport
Szoboszlai Lamborghinije begurult Telkibe, megérkeztek a válogatott tagjai – képek
A válogatott játékosok jó hangulatban érkeztek meg az edzőtáborba.
17 év után távozik Spanyolországból a világbajnok Antoine Griezmann
Egy légiós sem szerepelt nála többet a La Ligában.
Arda Güler vezeti a rangsort, ez Szoboszlai Dominiknek nagyon fáj
A magyar válogatott csapatkapitánya egy másik listán első, de arról szívesen lemondana.
A Liverpool legendája ott rúgott bele Szoboszlaiba, ahol a legkevésbé vártuk
Szoboszlai és két csapattársa gondokat okoz a Liverpoolnak ebben az idényben Graeme Souness szerint.
Három nap után kirakták a Liverpool játékosát a keretből, ahová két éve először került be
Korábban több alkalommal is nemet mondott a válogatott meghívóra, most egy ideig esély volt a pályára lépésére.
Sosem látott egyezség, évi 14 milliárdos szerződést kötött a legjobb támadó
A bajnok nem veszített el újabb kulcsjátékost.
Hazaküldték a válogatottól a Liverpool sztárját, váratlan és nagy visszatérés előtt Zidane - külföldi körkép
Ezek voltak a legfontosabb és legérdekesebb hétfői hírek a külföldi foci világában és a nemzetközi átigazolási piacon.
Újabb sérülések, és két változtatás a magyar válogatott keretében
Orbán várhatóan a hét második felében csatlakozik a csapathoz.
Griezmann majdnem 20 év után elhagyja a spanyol bajnokságot
Eldőlt, hogy távozik a szezon végén az Atlético Madrid világbajnoka.
Megsérült a Liverpool támadója, nem játszhat a világbajnoki selejtezőkön
Helyére Bolognából hívott be futballistát a szövetségi kapitány.
A csodagyerek elbírta a sohasem látott nyomást, és a világ tetejéről köszönt el
Már gimnazistaként azt várták tőle, hogy a világ legjobbja legyen, és nem is kellett csalódni benne.
A Bayern München szerződtetheti Messit, de van egy apró bibi...
Szaúd-Arábián keresztül vezethet az útja a német rekordbajnokhoz.
Bulvár
Visszalépett a jelöltségtől az országgyűlési képviselő a Fidesz egyik fellegvárában
Ketten maradtak versenyben.
Nők vicces hasonlatai a szexről: „Olyan, mint amikor valaki vakarja a hátad, de kihagyja azt a pontot, ahol viszket.”
Az internet tele van vicces és fájdalmasan igaz női válaszokkal a szexről, amelyeket olvasva sok férfi magába nézhet. Ezek a hasonlatok segítenek megérteni, milyen érzés lehet a szex egy nő szemszögéből.
Brutális leszámolás jön a választás után, vége a luxuséletnek, a Fidesz is elszámoltatást tervez?
A szakértő szerint gyökeresen megváltozik minden április 13-án.
Megjöttek a képek: így néz ki Matolcsy 30 milliós WC-je
Hadházy Ákos képeket szerzett a volt jegybankelnök csillivilli fürdőszobájáról.
Fájdalmas drágulást jelentett be a népszerű szolgáltató: minden magyar előfizetőt érint
A Netflix minden előfizetési csomagja jelentősen drágul Magyarországon, az áremelés már áprilistól életbe lép.
Meghalt az OnlyFans tulajdonosa 43 évesen
Leonid Radvinsky súlyos betegségben szenvedett.
Drágulás jön: a magyar tv-előfizetőkre kellemetlen meglepetés vár
Rengeteg tv-előfizető készítheti a pénztárcáját, mert árat emel az egyik legnépszerűbb cég.
Halle Berry full meztelen fotójától leesik az állad: teljesen pucér volt
Ezek a hírességek egy pillanatig sem aggódtak; ledobták a textilt, és pucéran pózoltak fotóikon, melyeket a világgal is megosztottak.
Szakértők figyelmeztetnek: brutálisan drágulni fognak ezek a termékek az iráni háború miatt
Erre kevesen számítottak.
Ukrán zászlók árasztják el Budapestet, iszonyatos amire Ukrajna készül, ám nem véletlen
Újabb botrány van kialakulóban Ukrajna és Magyarország között.
Lattmann Tamás: Lehet, hogy Szijjártó hülye, de hogy Lavrov is hülye lenne, az nem teljesen életszerű
Lattmann Tamás nemzetközi jogászt kérdeztük Szijjártó Péter lehallgatott beszélgetéseiről. A Washington Post állítása szerint a külügyminiszter Szergej Lavrov orosz külügyminiszternek tudósíthatott arról, mi t
Kipróbáltuk a férjemmel a tantrikus szexet: mindenre számítottunk, de erre nem
Dia megosztotta tapasztalatait a tantrikus szexről, és elárulta a válaszokat a legizgalmasabb kérdésekre.
blogmorzsák
A 10 legkalandosabb program Ausztráliában
Láss túl az Operaházon és nézd meg a kontinenst egy másik szemszögből!
Intimesztétika
Amit jó tudni a „fiatalító” beavatkozásokról.
- 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
- 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!
- Online térképen láthatóak a tervezett áram- és gázszünetek az E.ON oldalán
- Nagy összegű készpénzzel érkezik az Európai Unióba? Akkor erre figyeljen!
