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
Tombol az Etna Szicíliában: megbénította a cataniai repülőteret a vulkán kitörése
A vulkáni hamufelhő lezárta a légteret.
Brutális vasúti baleset a szomszédbam: egymásba csapódott két vonat, sokan megsérültek
Tehervonat és személyvonat ütközött össze szombat délelőtt Horvátország északi részén, Kőrös (Krizevci) térségében, Sveti Ivan...
A magyaroknak az orosz–ukrán háborúról is csak a történelmi sérelmek jutnak az eszükbe, sokan nem is tartják egyértelmű áldozatnak Ukrajnát
A magyar közösségi médiában kommentelők számára az orosz–ukrán háború nem egyértelmű jók és rosszak történeteként jelent meg. A...
A Real Madrid komoly sztárokat is bevet a Fradi ellen
A Ferencváros este 7 órától barátságos meccset játszik a spanyol óriással. Habár több világklasszis még a vakációját tölti,...
3 csillagjegy, akinek augusztus végre lezár egy fájó fejezetet
Ha közéjük tartozol, most jó eséllyel érzed, hogy valami zárul benned, és ez a zárás nem tragédia, hanem felszabadulás.
Egész nap 2 liter vizet iszol nyáron? Ezért árthat többet, mint használ
Nyáron szinte mindenki ugyanazt hajtogatja, hogy minél többet iszunk, annál jobb, hiszen izzadunk, és a szervezetnek pótolnia kell a...
Változó szokások: minden harmadik nyári sör alkoholmentes, a hazai kraft és a gyümölcsös ízek is erősödőben
A Kifli.hu adatai szerint immár minden harmadik nyáron fogyasztott sör alkoholmentes. A kisüzemi sörök eladott mennyiségének...
Szörnyű fejlemények: holtan találták a 90 éves Gizi nénit, akit több százan kerestek napokon át
Egy szomorú történet ért véget szombat reggel, amikor a csornai határban megtalálták a 90 éves Gizi néni holttestét. Az idős asszony...
Marsi Anikó megmutatta titkos álomotthonát
Itt él most a visszavonult műsorvezető.
8 év után tudta ismét legyőzni idegenbeli bajnokin a Kisvárdát az Újpest - videó
A harmadik fordulóban a veretlen Kisvárda azt az Újpestet fogadta, aki az előző fordulóban 4-2-re fordított és megverte a DVSC-t. I....
Strandolók lettek rosszul a népszerű magyar gyógyfürdőben, több embert is kórházba kellett vinni
Komoly probléma jelentkezett az Igali Gyógyfürdőben, 6 embert kórházba szállítottak.
Már csaknem négymillió hektár égett le: több kontinens összefogásával oltják a pusztító tüzeket a tengerentúlon
Rendkívüli állapotot hirdettek szombaton a nyugat-kanadai Brit Columbia tartományban fekvő Summerland térségében, miután egy gyorsan...
Sport
Óriási a zavar, a magyarok szerint a Fradi leigazolja a Real Madrid sztárját?
A Ferencváros már megkezdte a szezont, de a spanyol szuperklub még csak melegít.
Mesterit húzott a Liverpool, az éjszaka leigazolták az FC Barcelona világsztárját
Ennek semmi előjele nem volt.
Bejelentkezett a Liverpool következő csapatkapitánya? Szoboszlai Dominik üres kézzel maradhat
Különleges üzletre készül a Liverpool, sztárcsapattól érkezik az új kedvenc.
Óriási felfordulás a Dohány utca sarkán, a Budapestre érkezett Real Madrid szállodájánál
José Mourinhót és Vinícius Júniort szétszedték a rajongók.
Szexuális szolgáltatásokkal fizették le a játékvezetőket a dél-koreaiak
Szexuális szolgáltatásokkal fizették le a játékvezetőket a dél-koreaiak. A botrány miatt rendőrségi razzia volt a szövetségnél, még a köztársasági elnök is megszólalt.
Aranyérmes lett a magyar válogatott a portugáliai Európa-bajnokságon
Tiba Panna keze a legfontosabb pillanatban sem remegett meg, bezzeg a spanyolé...
Cucurella felesége bikiniben hódított Caprin
Marc Cucurella felesége, Claudia Rodríguez Caprin pihen a vb-arany után. Az influencer bikiniben és elegáns ruhában is megmutatta magát.
Fradi-Real: Világsztárok lepték el Budapestet - itt vannak az első képek, videók
Megérkezett Budapestre a Real Madrid, amely a Ferencváros elleni mérkőzés előtt az Anantara New York Palace Budapest Hotelben száll meg.
Veszélybe került a magyarországi Eb megrendezése a Marczibányi téri tűz miatt
Pósfai Gábor is megszólalt.
Extraprofitra számít a Fradi, az ultrák keményen megfenyegették a „divatszurkolókat”
A B középben nem a biztonsági szolgálat az úr.
Három játékos kikerült az FC Barcelona keretéből, mindannyian távoznak
Intenzív napokat élnek a katalánok.
Fradi-Real: Szép gesztus a királyiaktól az esti mérkőzés előtt - fotó
Magyarországon járva természetesen nem feledkeztek meg nagy legendájukról sem.
Bulvár
Most jött a hír: Kulcsár Edinát bilincsbe verve vitték el
Itt vannak a részletek!
30 évig csak ásott és ásott a kertjében a nyugdíjas férfi - A szomszédok nem hittek a szemüknek, amikor meglátták, mi van a föld alatt
Egy 76 éves nyugdíjas három évtizeden át ásott a kertjében egy szál lapáttal. A lenyűgöző földalatti barlangrendszer ma már elhunyt felesége, a zseniális matematikus emlékét őrzi.
Így kellene igazából kakilni – egy gasztroenterológus szerint szinte mindenki rosszul csinálja
Azt gondolnád, vécére menni nem lehet rosszul, pedig egy gasztroenterológus szerint néhány hétköznapi szokásunk többet árthat az emésztésünknek, mint hinnénk.
"Mozgolódhatna már" - Megtalálták az eltűntnek hit Orbán Viktort - Baráti körben kapták el egy fényképre
Magyarország volt miniszterelnöke élvezi a nyarat, messzire kerüli a magyar politikát is.
„Az ellopott vagyon mértékét megbecsülni sem tudom” – Baka András Sulyok Tamásról, az új alkotmányról és a Tisza győzelméről
Bő egy héttel a választás után adott interjút Baka András a 24.hu-nak. A beszélgetésből pontosan kirajzolódik milyen nézetei vannak a Tisza által államfőnek javasolt jogtudósnak.
Fontos közleményt adott ki a Posta: szerdától jön a változás
Fontos dologra hívja fel a figyelmet a Posta.
RTL: Megszólalt Magyar Péter a nagyon kínos Hajdú–Borsa-botrányról
Magyar Péter szerint túl van lihegve a közmédia átalakítása körül kialakult vita. A miniszterelnök azt mondta, Facebook-kommentjével senkit nem utasított, miközben a Fidesz súlyos beavatkozásról beszél. Az illeté
Dagad a Borbás Marcsi-ügy: beperelték a Fidesz sztárpolitikusát
Borbás Marcsi jogi eljárást indított Kocsis Máté ellen, miután a fideszes politikus a választás után „házi árulónak” nevezte, és a műsorvezető szerint valótlan állításokat tett a közmédiától kapott öss
A 70-es évek elsőszámú magyar énekese volt: 81 évesen nem tud szabadulni a gyásztól
Soltész Rezsőt a mai napig megviseli, hogy hat évvel ezelőtt elvesztette feleségét.
Új anomália törheti meg az augusztusi időjárást, váratlan fordulatot hozhat télire is Európa közepén
Ezt senki nem látta jönni, hihetetlen óceáni energia szabadulhat fel.
A 27 éves menyasszony azt hitte, húgyúti fertőzése van - így derült ki, hogy ritka rákbetegségben szenved
A fiatal hölgy esete a modern onkológia egyik legrejtélyesebb és legritkább kihívására világít rá.
Ezt a fehér ruhadarabot hordja idén nyáron minden elegáns nő 40 felett
Van egy darab, ami minden évben visszatér, de idén különösen sokszor bukkan fel a negyvenes-ötvenes nők szekrényében: a fehér lenvászon ing-ruha.
- 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!
