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
Soha nem látott tömegre számít Magyar Péter a Nemzeti Meneten: Ünnepeljük együtt, hogy valami véget ér
„Sok százezren fogjuk emelt fővel ünnepelni a hőseinket, és közösen kiállunk a szabad Magyarországért” – mondta videóüzenetében...
Lesz még idén fagy? Itt a válasz
Bejött!
Máris megjött a cáfolat Trump állításaira: Irán vezetője él és virul
Irán külügyminisztere cáfolta, hogy az ország legfelsőbb vezetőjével bármi baj történt volna, miután Donald Trump arról találgatott,...
Sok lakásvásárló álma valósulhat meg hamarosan? Kiderült, mítosz-e a lufi kipukkadása, jöhet-e árcsökkenés
A hitelprogramhoz kapcsolódó kezdeti roham mára egyértelműen lecsengett, amit a tranzakciószámok jelentős visszaesése is mutat.
Így néz ki a világbajnoki pontverseny a Kínai Nagydíj után
Mutatjuk az egyéni és a konstruktőri világbajnoki tabellát.
Antonelli megszerezte első győzelmét, Hamilton új fejezetet nyitott a Ferrarinál, miközben a McLarenek el sem tudtak indulni
Andrea Kimi Antonelli élete első győzelmével oktatott Sanghajban, Lewis Hamilton pedig egy kőkemény csatában végre megmutatta, mire képes...
Milliók előtt zokogott a Forma-1 új olasz hőse: 19 évesen a csúcsra ért – videó
Szinte hihetetlen, de igaz: 20 év szünet után nyert újra olasz versenyző Forma-1-es futamot.
Donald Trump: visszatér az orosz olajra kivetett szankció
Az amerikai elnök március 12-én oldotta fel 30 napra a tengeren rekedt, szankcionált orosz olaj- és kőolajtermékek kereskedelmi tilalmát az...
Szabó Bálint ezt már most bukta
A minden politikai megmozdulásra trombitával érkező egykori szegedi önkormányzati képviselő gyorsan összeveszett egy párral, két rendőr...
Trump egyelőre nem hajlandó a megállapodásra, az IDF szerint Izrael nagyszabású támadásokat indított Irán ellen
Közvetítésünk a közel-keleti helyzetről.
Nem akárki jelent meg a Békemeneten, példátlan mondat szakította meg az élő adást
Elkészült az év egyik legjobb interjúja a Partizánon élő adásban a Békemeneten.
A történelem legnagyobb diktátora, akit máig sokan utánoznak
A Star Wars Palpatine-ja Caesar, akit március 15-én öltek meg.
Sport
Óriási felháborodás Romániában a magyar zászlót tartó Fradi-játékos miatt
„Nincs szükségünk ilyenekre.” Nehéz helyzetbe került a szövetségi kapitány.
Tóth Alex átka ismét lecsapott, a Bournemouth-edző szavaira csalódottan reagált
Majdnem negyvenszer találták el a kapukat a csapatok a Bournemouth bajnokiján.
70 méterről vágta be a bajnokság gólját a Real Madrid futballistája
Arda Güler karrierje gólját szerezte meg az Elche ellen.
98. perces csodagóllal indult a futballhétvége
Ennél jobban kicentizni nem igazán lehetett volna.
Egészen hihetetlen lehetőség előtt áll a magyar válogatott
Ha vasárnap kora délután legyőzzük Argentínát, biztosan kijutunk a szeptemberi női kosárlabda vb-re.
Kezdeményezik Donald Trump kitiltását a 2028-as Los Angeles-i olimpiáról
Csak az a kérdés, ki lesz az, aki nem engedi be az elnököt a nézőtérre.
Hiába szeretne maradni, távozásra kényszerülhet a Barcelona futballsztárja
A katalánok pénzügyi helyzete továbbra sem rózsás.
Csíkszeredai piros lap rossz labdaátvétel miatt, Bálint László lemondott a meccs után
Kleinheisler László több mint két év után szerzett újra gólt.
Nyolc ok, amiért szinte már undorodom a modern futballtól
Régen minden jobb volt? Vagy csak a futballból tűnt el valami, amit nem lehet visszavenni? Van bajom a modern futballal. De az is lehet, hogy egyszerűen csak boomer vagyok.
Közeledik a PL-arany: az Arsenal a 89. perc után darálta be a liverpooliakat
A BL-csapatok csatáján a Newcastle United legyőzte idegenben a Chelsea-t.
Egy pillanatra megfagyott a levegő Beton.Hofi arénás koncertjén
Gyerekkori álma vált valóra a rappernek.
Újra nagy formában Lisztes, duplával döntötte el a Fradi bajnokiját
Az Eibtracht Frankfurttól kölcsönbe érkezett támadó egy percen belül talált be az ellenfél kapujába.
Bulvár
Összeállt a Fidesz és a Tisza Párt, akkora a baj, hogy együtt követelnek azonnali változást
Bizony van olyan téma, ahol a két párt is egyetért.
Különös jel bukkant fel Orbán Viktor fején, sokak szerint nem véletlen az utalás
Nemrégiben egy különös fotó kezdett el terjedni a közösségi médiában.
Stumpf András: Orbán Viktor vagy alkalmatlan, vagy a saját gyerekeit is riogatja a győzelemért
Stumpf András szerint Orbán Viktor sehogy sem tud jól kijönni az összevágott, mesterséges intelligenciával módosított "fenyegetős" videó felkapásából. A Válasz Online újságírója a Szabadsajtó Klubban beszélt
Kossuth-díjat kapott Pataky Attila, Nemcsák Károly, Trócsányi és Krausz pedig Széchenyi-díjat
Mutatjuk a teljes listát.
Megszólalt a rendőrség Dudás Miklós halála ügyében
Bűnügyi nyomozás kezdődött, szakértőket vontak be, a körülmények felvetették a bűncselekmény lehetőségét.
Rendőrségi adatgyűjtés: téged is kereshetnek, ha ez a foglalkozásod
Többeket kerestek a napokban a rendőrségtől.
Miközben a fél falu Ausztriába jár dolgozni, a vasi Bucsu királya egy osztrák testépítő migráns
Szívet melengető történet egy magyarrá lett osztrák sportolóról.
Svájcban bérelt egy autót, de nem adta vissza, inkább rendelt rá a netről egy hamis norvég rendszámot
Néha a mestertervek sem válnak be.
Már nem dolgozik az ATV-nél a riporter, aki megkérdezte Szijjártót, hogy bírja a harcot Brüsszellel
A riporter a kérdés előtt azt mondta, hogy az embert vélte felfedezni Szijjártóban, amikor a miniszter hazaért Oroszországból a szabadon engedett hadifoglyokkal.
A Spar vezére kitálalt, ezen múlik, hogy maradnak-e Magyarországon
A különadó tavaly 85 millió euróba, az árréskorlátozás pedig 37 millió euróba került nekik.
5,575 milliárd forint volt az ötöslottó főnyereménye - ezek voltak a nyerőszámok
Mutatjuk az ötöslottó 11. heti nyerőszámait.
Óriási felháborodás Romániában a magyar zászlót tartó Fradi-játékos miatt
„Nincs szükségünk ilyenekre.” Nehéz helyzetbe került a szövetségi kapitány.
- Csökkent a gázolaj ára
- Leszakadt egy vasúti felsővezeték Érdnél, jelentős késésekre kell számítani
- NAV: sok változást hoz a jövedéki szabályozásban az új törvény
- Többen fociztak az átmeneti otthonban élő családokért
- Zalaegerszegen változik a központi orvosi ügyelet helyszíne!
- 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
- Megújul a Sport utca Zalaegerszegen
- Augusztus végéig új burkolatot kap a Telekalja utca Zalaegerszegen
- Online térképen láthatóak a tervezett áram- és gázszünetek az E.ON oldalán
