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
Sztártervezővel álmodta újra legnépszerűbb darabjait a H&M – bemutatkozik Glenn Martens kollekciója
Hajlítható táska, négyféleképp viselhető pulcsi, day to night blúzok – innovatív módon, uniszex és átalakítható ruhákként...
Meghalt Ace Frehley, a Kiss alapító gitárosa
A zenész 74 éves korában hunyt el.
Szijjártó Péter is kiemelten fontos bejelentéssel kezdte a pénteket
A magyar kormány már megkezdte a rendkívüli előkészületeket a nagy budapesti csúcstalálkozó miatt.
Budapesti Trump–Putyin találkozó: Szijjártó Péter két fontos hívást bonyolított le
A magyar külügyminiszter beszélt Christopher Landau amerikai külügyminiszter-helyettessel és Szergej Lavrov orosz külügyminiszterrel is...
IDEA: Nőtt a Tisza előnye
Az IDEA szerint október elején a két nagy párton kívül csak a DK érte volna el az 5 százalékos parlamenti küszöböt.
Magyar Péter: A Tisza párhuzamos szavazatszámlálást szervez a választás éjszakájára
„Azért nem lesz értelme belenyúlni a rendszerbe, mert ott lesz a rögzített, dokumentált eredmény minden választókörzetben, lefotózva,...
Rekordszámú elektromos autót adtak el a világon szeptemberben
Rekordszámú, 2,1 millió elektromos járművet adtak el a világon szeptemberben részben az erős kínai kereslet, valamint az adókedvezmények...
Olyan dolgok történnek most a forinttal, amire kevesen számítottak
Péntek reggel tovább erősödött a forint, miközben a dollár gyengélkedése és a nemzetközi bizonytalanságok mozgásban tartják a...
390 ezer forintot kap kézhez a magyar társadalom közepe
A teljes munkaidőben foglalkoztatottak nettó átlagkeresete augusztusban 9,2%-kal volt magasabb, mint egy évvel korábban. A nettó medián...
Golovin Vlagyimir szerint 43-nál több gólt is lőhetett volna a magyar válogatott
A szövetségi kapitány szerint a védekezés nem volt tökéletes a törökök ellen.
Megmakacsolta magát a forint, vegyesen mozgott a magyar fizetőeszköz a devizapiacon
Az euró hét órakor 389,89 forinton állt, magasabban a szerda esti 389,52 forintnál.
Elhunyt a KISS alapító gitárosa: szívszorító, hogy halt meg a 74 éves Ace Frehley
Ace Frehley meghalt.
Sport
Súlyos ferencvárosi vereség a labdarúgó Európa Kupában
A Ferencváros vendéglátóként 5–0-s vereséget szenvedett a cseh Sparta Praha együttesétől a női labdarúgó Európa Kupa-selejtező második fordulójának csütörtöki visszavágóján, így búcsúzott a sorozattól.
Három perc alatt öt piros lap: hatmeccses eltiltás a botrányos magyar bajnoki után
A Polgár VSE–Tiszacsege VSE megye II-es bajnokin öt piros lapot is kiosztottak, mielőtt félbeszakadt volna a találkozó.
Hidegzuhany a Ferencváros 5-0-s hazai veresége a Sparta Praha ellen.
A zöld-fehérek búcsúztak a női labdarúgó Európa-kupa selejtezőjében.
Cristiano Ronaldo betartotta a Szoboszlai Dominiknak tett ígéretét
Nem felejtette el Budapesten tett ígéretét Cristiano Ronaldo, aki Lisszabonban odaadta a mezét Szoboszlai Dominiknak.
Elmaradt az újabb magyar futballbravúr a hétre, a Ferencváros elbúcsúzott Európától
Prága nem Óbuda: az első találkozóval ellentétben a visszavágó egyoldalú küzdelmet és magabiztos cseh győzelmet hozott.
Megérte? Berlinből üzenik: Schäfer túl nagy áldozatot hozott a magyarokért
Schäfer szeptemberben ugyanígy járt, s akkor három hétre volt szüksége, mire visszaverekedte magát a kezdőbe.
Kiderült, nem sokáig marad vezetőedző a 48-szoros magyar válogatott középpályás
Elek Ákos a Cigánd elleni győzelem után jelentette be, hogy meddig marad a csapat élén.
Marokkó kapuját három kapus védte, úgy ütötte ki a franciákat a világbajnoki elődöntőben
A találkozó végül tizenegyesekkel dőlt el.
Próbálkoznak a portugálok: megint Lisszabonban játszik a magyar csapat
Szoboszlaiék döntetlenje után ezúttal a győzelem lenne az igazán nagy eredmény.
Az utolsó perc ezúttal nem a magyar csapatnak kedvezett Lisszabonban
Két másodperccel a lefújás előtt úszott el a pontszerzés.
Szoboszlai is számonkérte a csapattársait a Liverpool akadozó letámadása miatt
Arne Slot új gépezete akadozik – miért nem működik a letámadás úgy, mint Klopp idején?
Dárdai újabb pofont kapott, milliói úsztak el, Gulácsi és Orbán is rosszul járt
A Wolfsburg magyar válogatott középpályásának értéke jelentősen, a negyedével csökkent.
Bulvár
Amíg kórházba vitték a mentők az apát, addig szexuális erőszakot követettek el az otthon maradt hétéves kislányán
A kislány az utcára menekült segítségért a rokona elő. Hét év börtönre ítélték az elkövetőt.
Felfordult a feleség gyomra, amikor rájött, kivel bújt ágyba titokban a férje: egy percig sem habozott, hogy beadja-e a válópert
A nő hosszú ideig úgy érezte, valóságos tündérmesébe csöppent: a házassága egyszerűen tökéletesnek tűnt, ám végül lelepleződött a szomorú igazság, s az illúzió apró darabokra tört.
Elképesztő videó érkezett Varga Judit visszatéréséről, ezen röhög most az ország
Alaposan megfricskázták Varga Judit visszatérését, elképesztő reakció érkezett rá.
Egységes, 400 ezer forintos nyugdíjat javasolnak a mostani rendszer helyett
A Szolidaritás Pártja szerint szándékosan tartja alacsonyan a kormány a nyugdíjakat, hogy apró emelésekkel adhassa el a gondoskodást. Ehelyett igazságos, egységes nyugdíjat vezetnének be.
Ekkora pofont még sosem kapott Pankotai Lili, borzalmas dolgot állítanak róla
Elkezdődött a beviszály a liberális oldalon, Pankotai Lilit pécézte ki az egyik legfontosabb bástyája a kormányváltásnak.
Figyeld a bankszámládat – érkezik az előleg
A gyors kifizetés erősíti a pénzügyi stabilitást.
Asztrológusok szerint ez a három csillagjegy a legszerencsésebb
Van, akinek minden sikerülni látszik, mintha maga az univerzum dolgozna a háttérben, hogy a nehézségekből is lehetőséget kovácsoljon. Az asztrológusok szerint ez nem puszta véletlen: három csillagjegy különösen jó
Több ezer magyar kap levelet a rendőrségtől: rossz hír érkezik benne
Nem fog örülni, akit megkeres a rendőrség.
Korosztályonként ennyiszer normális ébredni éjszaka
Kialvatlanul ébredsz reggelente, pedig időben fekszel le? Éjszaka többször is felébredsz, és nem tudod, miért? Nem vagy egyedül, és lehet, hogy a válasz a miértre nem is annyira bonyolult.
Ilyen bakiba rég futott bele az M1, a háttérben olyat vetítettek ki, amitől mindenki ledöbbent
A köztévén összekevertek két zenészt. A hátteret összerakó grafikust az zavarhatta meg, hogy mind a kettőt Ákosnak hívják.
Készülhetnek a zártkertek tulajdonosai, rövidesen jön a kormány végrehajtási rendelete
Az önkormányzatok ugrásra készen.
Utánajártunk a titokban vagonokba pakolt és Nyugatra eladott magyar termőföld legendájának
A magyarországi gyárak sokasodásával egyre nagyobb figyelmet kap a környezetvédelmi hatásuk is. Sokan terjesztik például, hogy külföldre viszik a termőtalajt, ami korábban a gyárak helyszínén volt. Megkérdeztük,
- Csökkent a gázolaj ára
- Leszakadt egy vasúti felsővezeték Érdnél, jelentős késésekre kell számítani
- NAV: sok változást hoz a jövedéki szabályozásban az új törvény
- Fontos útfelújítások kezdődnek Pápa térségében
- 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
- Online térképen láthatóak a tervezett áram- és gázszünetek az E.ON oldalán
- Nagy összegű készpénzzel érkezik az Európai Unióba? Akkor erre figyeljen!
- Lezárásokra, forgalomkorlátozásokra kell készülni ma és holnap Budapesten
- Óvjuk adatainkat úgy, mint a pénztárcánkat
