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
Elkezdődött a Till Tamás meggyilkolásával vádolt férfi pere
Elkezdődött a bajai Till Tamás 2000-es meggyilkolásával vádolt férfi pere szerdán a Kecskeméti Törvényszéken.
Erős fellépőkkel jön a jubileumi INmusic Zágrábban
A posztcovid időszak egyre kevésbé szól a zenei fesztiválokról, de mindez nem látszik meg a zágrábi INmusic-on. A szervezők nem az...
„Hatékony és olcsó”: ezzel a hétköznapi eszközzel védekezhetünk a kullancsok ellen
A lengyel erdészek szerint a ruhatisztító henger egy olcsó és hatékony kiegészítő eszköz a kullancsok ellen. A módszer a fizikai...
„A pofádat be fogom verni” – Így fenyegetőzött Tasó László, mert közpénztolvajnak nevezték
A fideszes Tasó László miniszteri biztos egy önkormányzati munkavezetőt fenyegetett meg Nyíradonyban. A brigád a politikushoz köthető...
Két férfit megkéseltek Londonban, a támadó késsel üldözte az embereket, többeket is megpróbált megszúrni
A rendőrség végül sokkolóval ártalmatlanította a támadót, aki a helyi zsidó közösség tagjait vette célba.
Egyre többen lecserélik a régi kávéfőzőket: ez hódít most a magyar konyhákban
Sokan azt hiszik, a jó kávé titka a drága gépekben rejlik, pedig sokszor egészen apró részleteken múlik a végeredmény. Egy jól ismert,...
Ritka részleteket mesélt az életéről egy exkluzív interjúban Zimány Linda
Megható részletek derültek ki.
Befellegzett az ingyenes parkolásnak a Ferihegyi repülőtér szomszédságában: lezárult a sorompó
A repülőjegyek ára az elmúlt években sokak számára elérhetővé vált, azonban a repülőtéri parkolás költségei továbbra is...
Nyomozást rendeltek el az ukrán pénzszállítók fogva tartása miatt
Nyomozás indult a magyar hatóságok által elfogott ukrán pénzszállítók ügyében, miután jogellenes fogva tartás gyanúja merült fel. Az...
Tényleg jobb lesz a wifi ettől az egyszerű trükktől?
Baj nem lehet a kipróbálásából.
Két zsidó férfit késeltek meg Londonban
Újabb antiszemita támadás történt.
A lehúzott redőnyt áttörve csapódott be a helyiségbe a golyó
A rendőrség részleteket közölt a solymári lövöldözésről és videót tett közzé.
Sport
A háromgólos előnyét elherdáló PSG edzője megmagyarázta, mi történt 5-2 után
Luis Enrique hihetetlen mérkőzésről beszélt, elismerte, akár ki is kaphattak volna.
Megint berobbant a végére a Fradi időzített bombája
Ismét a szezon legfontosabb szakaszában kapta el a fonalat Lenny Joseph, a Ferencváros francia támadója, aki a Paks elleni vasárnapi mérkőzésen duplázott, és ezzel újra kulcsszereplővé lépett elő a bajnoki hajrába
BL: Káprázatos első félidőt hozott a PSG-Bayern szuperrangadó
Öt gól esett az "előrehozott döntő" első félidejében.
Mint két nehézsúlyú bokszoló, úgy püfölte egymást a PSG és a Bayern a Bajnokok Ligájában
Kilencgólos első meccs, de semmi nem dőlt el.
Elegem van ebből, tönkreteszik vele a focit
Egy ideje érlelődik bennem egy kétségkívül radikális gondolat, aminek a megerősítésére csak rátett egy péklapáttal a keddi PSG–Bayern München BL-elődöntő első félidejének utolsó pillanataiban VAR-ajánláss
Focitörténelem: Megszületett az új lesszabály első gólja egy profi bajnokságban - videó
A kanadai liga idei szezonjában nem les az, ami mindenhol máshol az.
BL-elődöntő: Űrfoci és 9 gól a PSG és a Bayern München klasszikusán - videó
5-4-re győzött a PSG kedden, a Bayern München elleni első, felejthetetlen Bajnokok Ligája-elődöntőn.
Berágott Lipcseire az NB I-es rekorder: "Nem keresett, nem akart a szemembe nézni 14 év után" - lapszemle
Sorsfordító időszakáról beszélt a Blikknek a korábbi 25-szörös válogatott, NB I-es rekordtartó kapus, Végh Zoltán, akinek pályafutása után nem mindennapi fordulatot hozott az élet. Lapszemle.
Kisvárdai „nadrágszíj”: Révész Attila az egész NB I-re ráijesztett
Cipetics és Jovicsics távozása önmagában is hír, de a döntés valódi üzenete túlmutat a klubon.
Élő: PSG-Bayern BL-elődöntő, beindult a gólgyártás
Luis Díaz újra főszereplő lehet a PSG ellen?
Na végre: Tyson Fury és Anthony Joshua egymás ellen fog bokszolni
Ez már nem csak pletyka, itt a hivatalos bejelentés.
NB II: Több pontot is levontak egy csapattól, ami alaposan felkavarta a tabellát - hivatalos
Hivatalossá vált, amiről még márciusban írt a Csakfoci: a Tiszakécske négy pontot veszített azzal, hogy Sós Bencét jogosulatlanul szerepeltette. Ez a döntés pedig a kiesés elleni harcba is beleszól.
Bulvár
Ez a tenyérnyi gyümölcs a hosszú élet titka. Magyarország bővelkedik benne.
Az egészség megőrzése a mindennapok sűrűjében gyakran a háttérbe szorul, pedig egyetlen apró változtatás is óriási hatással lehet testi-lelki jóllétünkre. Az alma, egyszerű és hétköznapi gyümölcsként, val
Megérkezett Donald Trump rendkívüli bejelentése – nagyon súlyos a helyzet
Úgy tűnik, minden eddiginél súlyosabb a helyzet Iránban.
Újabb csapás érheti szerdán Orbán Viktort, frakciója akár az eddigi uniós támogatását is elveszítheti
1,58 milliárd forint léte a tét.
Elképesztő fordulat az olajpiacon. Az egyik olajhatalom döntése sokkalta az OPEC-et
Mi történt? A Reuters azt írja, hogy az Egyesült Arab Emírségek kilép a Kőolaj-exportáló Országok Szervezetéből (OPEC). A hírt az ország energiaügyi minisztere, Suhail Mohamed al-Mazrouei jelentette be. Részletek.
Újabb fordulat a választások utáni lottós telitalálat-cunami ügyében, a rádióban mondták be a fejleményeket
A választások utáni első héten minden nagy számsorsjátékon volt telitalálat, sokan meglepődtek az eredményeken.
Példátlan módon halt meg egy postai dolgozó – egy 40 éves nő az áldozat
Tragikus közlekedési baleset rázta meg az USA egyik közösségét, aminek következtében életét vesztette egy postai dolgozó, miután járműve felborult, és maga alá szorította.
Mi történik a TV2-nél? A nézők nem hittek a szemüknek a dupla vetítés után
Érdekes dolgot vehettek észre a nézők a TV2-n főműsoridőben.
Meghalt egy négytagú család, miután görögdinnyét ettek
Egy fiatal család, egy nő, egy férfi és két lányuk halt meg, miután feltehetően szennyezett ételt fogyasztottak.
Azonnali közleménnyel jelentkezett a rendőrség – ez történt
A Budapesti Rendőr-főkapitányság a Budapesti Közlekedési Központ együttműködésével átfogó közlekedésrendészeti ellenőrzést hajtott végre a főváros több forgalmas útvonalán, aminek középpontjában a buszs
„Elvált szingli vagyok és egy kis albérletben élek” Miért büntetnek, ha párkapcsolat helyett a lelki békét választod?
Ha egy nő az autonómiát választja, annak mindig ára van. A társadalmi elvárások és a személyes boldogság közötti egyensúly megtalálása gyakran kihívást jelent.
Sürgős riasztást adott ki az OTP, nem maradt hátra sok idő, minden ügyfelet érint
Fontos figyelmeztetés jelent meg az OTP oldalán.
Sajtótájékoztatót tartott a kamatdöntésről Varga Mihály, mire erős menetelésbe kezdett a forint. Mutatjuk, miket mondott
A jegybank elnöke Orbán Viktorról és az euró bevezetéséről is beszélt. Mi történt? A 444 azt írja, hogy a Magyar Nemzeti Bank monetáris tanácsa változatlanul, 6,25 százalékon hagyta az alapkamatot, amely február
- 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
