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
Magyar Péter gyakran emlegette a nevét, Pócs János egy poénnal vágott vissza
A parlamenti viták mostanában egyre gyakrabban szolgáltatnak emlékezetes pillanatokat. Pócs János legutóbbi beszólása már a közösségi...
Új villamosokat vetnek be Budapesten, már szállítják is az utasokat
A 36. és a 37. új CAF-villamos is megkezdte az utasok szállítását Budapesten. Összesen 51 hasonló jármű közlekedik nemsokára a...
Nagy Bandó Andrást sokáig letagadta a lánya: ez volt az oka
Nagy Natália sokáig azt hazudta, hogy nem Nagy Bandó András az apukája.
Döntöttek Varga Mihályék, február után ismét módosítják az alapkamatot
A várakozásoknak megfelelően 25 bázisponttal csökkentette az alapkamatot a Magyar Nemzeti Bank (MNB) monetáris tanácsa. Az irányadó ráta...
Szökésben van a híveitől több mint 20 milliót kicsaló zalai ál-Jézus
A rendőrség nagy erőkkel keresi a jogerősen négy és fél év börtönre ítélt idős férfit.
Marozsán Fábián kiemeltet vert meg a mallorcai nyolcaddöntőben
Az álomkezdés után kitartott a lendület.
Minden Toroczkai László arcára volt írva: olyat mondott oda neki Magyar Péter, hogy elnémult a parlament
Összecsaptak.
A Fidesz szócsöveként működött a Magyar Nemzet? Furcsa részletre derült fény a kegyelmi ügyben
Új kérdéseket vet fel a kegyelmi ügy, miután a nyilvánosságra hozott dokumentumok alapján felmerült, hogy a botrány kirobbanásának...
Még az államosított lombikszektornak is Balásy Gyulánál kellett reklámoznia
Miután a kormány az elmúlt években gyakorlatilag teljesen állami kézbe vette a meddőségi kezelésekkel foglalkozó lombikszektort, az...
Hiába a milliós fizetés, nem vesz lakást a gyerekeinek Erős Antónia
A műsorvezető szerint a szülő dolga az, hogy jó szakmával és diplomával indítsa el a gyerekeit az életben.
Itt az MNB kamatdöntése!
A várakozásoknak megfelelően 25 bázisponttal 6%-ra csökkentette az alapkamatot kedden a Magyar Nemzeti Bank (MNB) Monetáris Tanácsa. A...
Varga Mihályék döntöttek, új pályára lép Magyarország
Erre a döntésre várt mindenki.
Sport
Ezért látsz ennyi rózsaszín cipős focistát a világbajnokságon
Nem véletlenül.
Mbappéékat az özönvíz sem tudta megállítani, a franciák embertelen körülmények között is behúzták a győzelmet
Szűk 40 percnyi futball után leszakadt az ég Philadelphiában, két órát állt a játék, de a Real klasszisát ez sem zökkentette ki.
Tényleg eladja világsztárját a Liverpool, megkezdődtek a tárgyalások
Meglepő fordulat, alapember távozhat.
140 millió eurós szupersztárt igazolt a Manchester City, bármelyik pillanatban hivatalosan is bejelenthetik
A Nottingham Forest játékosa, Elliot Anderson csatlakozik Enzo Maresca együtteséhez.
Szenzációs húzás, 220 millió euróért válthat klubot Michael Olise
A Bayern München húzás egyértelmű üzenet a Real Madridnak és a Liverpoolnak.
Történelmi búcsú: Utoljára láthatjuk pályán a vb-k kultikus kapusát
Ochoa védi a mexikói kaput az utolsó csoportmeccsén.
Csoda a foci-vb-n, megtört a magyar bajnokság 40 éves átka
Ma hajnalban véget ért a magyar bajnokság szörnyű sorozata a világbajnokságon, itt vannak a részletek.
Haaland megállíthatatlan volt a New Jersey-i éjszakában, Szenegál megint elkövette ugyanazt a hibát
Ezúttal nem csak képletesen kell érteni, hogy a stadion is beleremegett a szurkolásba...
120 millió eurós csúcsigazolással sokkolná a piacot a Bayern München
Vincnet Kompany a Bundesliga egyik legjobb középpályását akarja.
Gyermeke születik: Hazautazott a vb-ről a belga válogatott kulcsembere
Családi okok miatt elhagyta a belga válogatottat a Manchester City sztárja.
Átigazolási szuperbomba, Luis Enrique, a PSG és a Liverpool is harcba száll a világ futballjának új csodagyerekéért, 100 millió euró sem lesz elég
! A mindössze 19 éves Yan Diomandé iránt Luis Enrique PSG-je és a Liverpool is komoly érdeklődést mutat, miközben az RB Leipzig még egy 100 millió eurós ajánlatnál is többre tartja a villámgyors elefántcsontparti
Alexis Mac Allister klubváltása a címlapon, élete lehetőségét kaphatja a Liverpool sztárja
A Real Madrid lehet az argentin világbajnok következő csapata.
Bulvár
Lemond és távozik egy fideszes politikus
De állítása szerint nem az elszámoltatás miatt.
Orbán Viktorék titokban 5000 milliárd elköltésére hatalmazták fel magukat, ennek pedig csak a negyede menne a 4iG-ra
Még a választások előtt, az Orbán Viktor vezette Védelmi Tanács kezdeményezésére, kivonták a magyar GDP közel 6 százalékát érintő állami beszerzéseket a nyílt közbeszerzési eljárások hatálya alól. Az ügy
Egy 26 éves őrmester nemi szervei összezsugorodtak és eltorzultak egy népszerű hajhullás elleni gyógyszertől
Komoly árat fizetett a dús haj reményében.
„A Sulyok Tamás-történetnek a mai nappal vége” – Galgóczi Eszter a Magyar Péter által bejelentett Tisztítótűz-műveletről
Galgóczi szerint Sulyok és a többi közjogi méltóság elmozdítása politikai szempontból nemcsak kívánatos, hanem fontos is.
Porig égett a magyar sikermárka gyártóüzeme: óriási a kár, senki sem tudja, mi lesz így velük
Súlyos tűzkár érte a magyar almaborgyártás egyik ismert szereplőjét.
Melltartó nélkül vonult végig Monacón Mia Khalifa, mindenki őt nézte
A figyelem középpontjába került az egykori felnőtt filmes.
Gyakorlatikag lenullázza a Fidesz és a KDNP frakcióit, ha 12 évben maximalizálják a képviselőséget
Magyar Péter hétfőn bejelentette, hogy 12 évben maximalizálnák az országgyűlési képviselők mandátumát. A jelenlegi frakciók összetételét vizsgáló adatgyűjtésünk szerint a javaslat elsősorban a kormánypárto
64 évesen meghalt az RTL Drága örökösök sorozatának színésznője
A gyászhírt a Stúdió K Színház közölte, amelynek Nyakó Júlia 1997 óta volt oszlopos tagja. Pályafutása során játszott az Aranyélet és a Drága örökösök című sorozatokban is.
Hét év után kitálalt Kulcsár Edina, most mindent bevallott
Összeszedte a bátorságát Kulcsár Edina és mindent elmondott.
Nemzeti „vagyonkezelés”: több sebből vérzik a két és fél milliárd forintos kölcsön, vádat emelt az ügyészség
A Bács-Kiskun Vármegyei Főügyészség különösen jelentős vagyoni hátrányt okozó hűtlen kezelés bűntette miatt hat vádlottal szemben emelt vádat egy állami cég két és fél milliárd forintos kölcsöne kapcsán
5000 német katona indult meg a fehérorosz határra
Németország 5000 katonát telepít Litvániába a NATO keleti szárnyának védelmére, akár kötelező vezénylésekkel is. A 5000 német katona indult meg a fehérorosz határra bejegyzés először Acnews-én jelent meg.
Tényleg visszatér a vezetékes telefon az otthonokba? A fiatalok szerint nem véletlenül
Volt idő, amikor a vezetékes telefon szinte minden otthon természetes része volt. Aztán jöttek a mobilok, az okostelefonok és az állandó online jelenlét, a régi készülékek pedig szinte egyik napról a másikra eltűn
- 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!
