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 Liverpoolt eláruló edző lökte a távozás szélére Guardiolát, akinek a céljai még mindig nem világosak
Pep Guardiola és Pepjin Lijnders nyár óta dolgozik együtt a Manchester City kispadján, a közös munka viszont lehet már az idény végén...
Térfigyelő rögzítette, ahogy egy nő teljesen készen harcolt egy autóval Pécsett
A pécsi rendőrök rongálás miatt indítottak eljárást ismeretlen elkövető ellen, miután egy nő több autót is megrongált a belvárosban.
Amit eddig az emberek csináltak, azt most már a gép végzi el: ez még csak a kezdet
Egy robot mutatta be, hogyan dolgozik már ma a mesterséges intelligencia a vállalkozások helyett, miközben a kormány újabb milliárdos...
Ezt jelenti 555 angyalszám: fontos üzenete van
Félned semmiképpen nem kell tőle, sőt, inkább nagyon is szerencsés vagy, ha ez a számsor egyfolytában szembejön veled.
Csupor, amit csak kívülről nyalogathatsz
Nürnbergben minden évben ezrével gyűlnek össze a katonai repülők, a versenyautók a markológépek, a kamionok, a tankok, a vonatok és a...
Szenzációs felfedezés, egy múmia DNS-ében olyat találtak, amire eddig a tudósok gondolni sem tudtak, ők építették a piramisokat?
Erre még álmukban sem gondoltak volna a tudósok.
Dráma Pécelnél: két vonat rohant egy autóba, teljes pályazár van
Szombat hajnal óta jelentős fennakadások alakultak ki a hatvani fővonalon, miután Pécel és Isaszeg között olyan baleset történt, ami...
Szappan vs. kézfertőtlenítő – mikor melyiket érdemes használni?
Nem, nem érdemes egymás helyettesítésére használni őket.
Nem kell a benzinkútra rohanni, amíg meg nem támadják Iránt
Számos alkalommal biztatják az újságírók az autósokat, hogy menjenek gyorsan tankolni, mielőtt emelkednek az árak. Az elmúlt néhány...
Pusztító bogár miatt adott ki figyelmeztetést a Nébih
A lakosság kulcsszerepet játszhat a megelőzésben.
„Létem folytatódik majd a szellemi világban” – Az utolsó pillanatig hitt a gyógyulásban Vásáry Tamás
Kilencvenkét éves korában elhunyt Vásáry Tamás, a világhírű zongoraművész és karmester.
„Nem beteg, csak meg van fázva” – ha elhiszed, van egy rossz hírünk
A megfázásos és influenzás időszakban sokan a hideg időt, a huzatot vagy a nem megfelelő öltözetet teszik felelőssé a megbetegedésért.
Sport
Szalah földhöz vágta Szoboszlai mobilját — videó
Szem nem maradt szárazon a Liverpool edzőközpontjában.
Az egykori válogatott labdarúgó, Rudolf Gergely hazudott a Nyíregyháza NB I-es csapatáról
A klub egykori játékosa a Spartacus átigazolásairól beszélt, de a jelek szerint nem mondott igazat.
Kiütötte ellenfelét az Atléti, kialakult az elődöntős mezőny a Király-kupában
Már a félidőben háromgólos előnyben volt.
Ronaldo nem viccel, folytatja a sztrájkot, kenyértörésre viszi a dolgot munkaadóival
Hétfő után pénteken sem játszott a portugál sztár.
Akár húszéves börtönbüntetést is kaphat a 18 esztendős hokitehetség
Egyetlen ütés miatt.
Meglepő részlet derült ki Szoboszlai Dominik liverpooli karrierjének kezdetéről
A magyar válogatott csapatkapitánya nem minden téren bízott új klubjában.
Ritkán látható módon végezte ki magát a nyerési esélyt elszalasztó, lesajnált újonc
Kuttor Attila együttese saját magát verte meg a 21. forduló nyitó mérkőzésén.
Szoboszlai ellophatja a koronát a Liverpool legnagyobb királyától
Ezt várják tőle a Manchester City elleni rangadón.
Ha tényleg megcsinálja, az egész olimpia legnagyobb szenzációja lesz
Lindsey Vonn első edzése jól sikerült Cortinában, remekül szuperál a bekrepált bal térd.
Nem csak a románoknak öröm és elégtétel a történelmi siker Kolozsváron
Emma Raducanu öt év után ismét WTA-torna döntőjébe jutott:
Nagy elismerésben részesülhet a Liverpool magyar kapusa
Pécsi Ármin az egyetlen kapus a jelöltek között.
Littler nem fogta vissza magát, csattanós választ adott a váratlan kiesése után + fotó
Luke Littler címvédőként már az első meccsén kikapott a darts Premier League első állomásán.
Bulvár
Villanyszerelők szerint ez a legveszélye-sebb eszköz a lakásban, mégis mindenki használja: óriási tűz is lehet belőle
A legtöbben úgy gondolják, hogy a lakástűz ritka, és kiszámítható veszélyről van szó, pedig a szakemberek szerint gyakran épp a legártalmatlanabbnak hitt eszközök okozzák a legnagyobb bajt.
Elvették Lázár János mikrofonját élő adásban, ilyen döbbenetes arckifejezést még nem láttunk a minisztertől
Vác volt a következő állomása a Lázárinfónak, paprikásra sikeredett a fórum.
Most vegyél lottót, ha ebben a 2 csillagjegyekben születtél - Váratlan pénzt és szerencsét jósolnak a csillagok
A bolygók állása két csillagjegynek különösen kedvez: váratlan pénz, szerencsés véletlenek és meglepő lehetőségek jöhetnek számukra.
Gyurcsány Ferenc új szerelméről vallott, ilyen személyes dolgot még sohasem mondott
Gyurcsány Ferenc őszintén vallott a szerelméről.
3 csillagjegy, akiknek a közeljövőben szinte minden sikerülni fog
Nem mindig a nagy fordulatok hozzák el a sikert. Néha az a legfeltűnőbb, amikor minden egyszerűen a helyére kerül. A közeljövőben három csillagjegy olyan időszakba lép, ahol a döntések könnyebbek, az eredmények gy
„Végképp kiírják Magyarországot a jogállamok közül” – rendkívüli közleményt adott ki a Mösz
A Magyar Önkormányzatok Szövetsége elfogadhatatlannak tartja a kormány jogállamiságot megrendítő vészhelyzeti rendeletét és felszólítja a kormányt annak haladéktalan visszavonására.
Itt a nagy pénteki bejelentés – 7,6 millió magyart érint
Péntektől kezdve országszerte megjelennek a postaládákban azok az értesítők, amik hivatalosan tájékoztatják a választópolgárokat arról, hogy szerepelnek a szavazóköri névjegyzékben az április 12‑ei országgy
Szörnyű tragédia: Holtan találták az otthonában a 21 éves modellt
Cristina Pérez Galcenco fiatal kora dacára már komoly szakmai tapasztalatokat gyűjtött, halála az egész divatvilágot megrázta.
Varsóban elrendelték a Magyarországon politikai menedékjogot kapott volt lengyel miniszter letartóztatását
A döntésből hamarosan európai elfogatóparancs lehet, ami ellen a politikai menedékjog sem véd.
Vége a WC papír idejének, tömegesen állnak át az emberek
A vécépapír sokáig megkérdőjelezhetetlen alapdarab volt, most mégis egyre többen keresnek alternatívákat. A háttérben a növekvő erőforrás-felhasználás, az időnkénti hiányhelyzetek és a környezetvédelmi vit
Orbán Viktor: Eddig úgy szereztünk kétharmadot, hogy a választásokon a különbség nem volt ekkora
A miniszterelnök szerint szorosabb az állás, mint szeptemberben volt.
A sorsolás előtt jött a példátlan bejelentés, az Ötös- és Hatoslottót is érinti a Szerencsejáték közleménye
Ilyen ritkán fordul elő az Ötös- és Hatoslottó esetén.
- 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!
