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
Tisztújítást tartott az LMP – Ungár Péter teljesen visszavonult a politikától, a párt nem akar
Az eddigi társelnöki rendszer megszűnt az LMP-ben, egy elnök van, a párt pedig újjáalakulva kívánja képviselni a „hiteles,...
Magyar Péter: a bukott hatalom képviselői a csillagokat is lehazudják az égről
A hajnalig tartó kormányzati egyeztetéseket és az Országgyűlés ülését követően reggeltől ismét összeült a Tisza-kormány, amelynek...
Hegedűs Zsolt megszólalt: ezért menesztették a hatvani kórház főigazgatóját
Megszólalt a hatvani tragikus eset kapcsán az egészségügyi miniszter, aki leszögezte, még tart az ügy kivizsgálása, de nem emiatt...
A közel-keleti válság csak egy szúnyogcsípés ehhez a konfliktushoz képest: ha egyszer berobban, a II. világháborúnál is pusztítóbb következménye lehet
A Trump-administráció az indo-csendes-óceáni térség békéjének megőrzését kiemelt prioritásként kezeli.
Újra kiírják az NVVH három elnökhelyettesi pályázatát, mert első körben eredménytelen lett
Néhány helyen pontosítottak rajta.
Nagy Ervin Cserhalminak: Nem az számít, kinek milyen kapcsolatai vannak, hanem az, hogy milyen gondolatai
A szakmában sokan felemásnak tekintik a kuratóriumi változtatásokat, Cserhalmi is emiatt emelt szót. A kultúráért felelős államtitkár...
Bodnárék kálváriája: az utolsó pillanatban megmenekült a család, együtt maradhatnak, fedél is lesz a fejük fölött
Szeptember 9-én telt le a kilakoltatási határidő a XIII. kerületben élő Bodnár család számára. A három gyermekét nevelő, rákbeteg...
Visszahívtak a háziasszonyok népszerű sütőeszközét a Tescóból: akár mérgező is lehet
Termékvisszahívást jelentettek be egy Magyarországon is forgalmazott szilikon kenyérsütő forma miatt. A Kínában gyártott terméknél a...
„A régióban leszakadni látszik Magyarország” Lannert Judit a PISA eredményekről
Az oktatási és gyermekügyi miniszter szerint globális válságban van az oktatás, de Magyarországon még az átlagnál is rosszabb a helyzet.
Több évtized után visszatért a baromfipestis Magyarországra: itt igazolták
220 ezer baromfit érintő állományt érint a fertőzés!
Megszólalt az Operettszínház a művészek akciója után
A Budapesti Operettszínház vezetősége tiltakozó kisebbségről beszél a társulat neves művészeinek hétfői akciója kapcsán. A Kiss-B....
Újabb fenyegető üzenet érkezett Moszkvából a kiutasított diplomaták miatt
Dmitrij Peszkov szerint megfelelő választ fog adni Moszkva.
Sport
Privát képeken mutogatja fenséges falatjait a focistanő, igazi bugyimodell lett belőle
Alisha Lehmannt jól ismerik már az olvasóink, elképesztő domborulatokkal áldotta meg őt a sors.
José Mourinho elküldte a selyemzsinórt a Real Madrid egyik legnagyobb sztárjának
Hiába nyerték meg az Inter elleni Bajnokok Ligája rangadót.
Szoboszlaiék a BL-meccs előtt kaptak jelet - Salah visszatérne Liverpoolba?
Szoboszlai Dominik régi barátja különleges körülmények között látogatná meg a magyar hőst.
Hansi Flick bejelentése méhkassá változtatta egész Barcelonát
Az edző ezúttal nem finomkodott a tervekkel kapcsolatban.
Alig kezdődött el a BL-alapszakasz, máris óriási hibák voltak a Real Madrid meccsén
Az Inter két ajándékgólt adott a Real Madridnak.
Kiderült, ki lesz a viharos hónapok után leváltott Takács Péter utódja
Tűzoltásban már bőven van tapasztalata.
Cser-Palkovics András három hét múlva olyasmire kényszerülhet, amit soha nem akart megtenni
A Videoton a pályán ugyan feltámadt, a klub jövője azonban továbbra is bizonytalan.
Döbbenetes bakiparádé a Real Madrid BL-meccsén
A nap rangadóján nem ilyen jelenetekre számítottunk.
„Ennek változnia kell” - Szoboszlai Dominik kitálalt Steven Gerrardnak a Liverpool legnagyobb hibájáról
A magyar válogatott játékos az Atletico Madrid elleni BL-meccs előtt nyilatkozott a Liverpool legendájának.
Negyven éve nem látott bravúrral vb-negyeddöntős a magyar válogatott
Az álomból valóság lett Berlinben.
Kéjes örömmel nézi Szoboszlai Dominik, hogy már csak egy lépésre van a világsztárságtól
Még tovább fokozható az őrületes tempó.
Mai program a BL-ben: Pályán a címvédő és a Barca, Szoboszlaiékra rangadó vár
A keddi hat meccs után szerdán is hat találkozó jön a Bajnokok Ligája-alapszakasz első körében.
Bulvár
„Nőügyekkel nem foglalkozom”, mondta Orbán Viktor, Bécs ezzel szemben évtizedek óta nőbarát várost épít
Miközben Orbán Viktor még 2017-ben is azzal az ország vezetőinek szemléletmódját jól összefoglaló megjegyzéssel ütötte el a washingtoni nagykövet visszahívásáról szóló kérdést, hogy „nőügyekkel nem fogla
14 éve ellopott festménnyel a hóna alatt sétált be az Agrárminisztériumba a lovasszövetség alelnöke
A Tisza-kormány miniszteri biztosa szeptember elején büszkélkedett vele, hogy sikerült visszaszerezni Csergezán Pál olajfestményét, ám ennek körülményeit nem hajlandó tisztázni.
Baj van: pokolian megdrágulhatnak ezek az élelmiszerek Magyarországon, a kávé is köztük van
Fel kell készülni arra, hogy a klímaváltozás Magyarországon is drágulást fog okozni a jövőben.
Két légiutaskísérő is meghalt, miután egy apró állat elbújt a repülő fedélzetén
Két repülőtéri alkalmazott veszítette életét Frankfurtban, miután egy landoló repülőgépből kiszabadult fertőzött szúnyog megcsípte őket. A ritka tragédia szomorú módon mutatja azt, hogy milyen veszélyes lehet
Özönvízszerű esővel, jégesővel csaphat le a vihar: 10 vármegyére él a riasztás
Zivatarok veszélye miatt adtak ki figyelmeztető riasztást 10 vármegyére szerdán. Az érkező hidegfront véget vethet a nyárias időnek, így megkezdődhet az igazi ősz.
Rengetegen kaphatnak ilyen levelet az MVM-től, súlyos pénzekről van szó
Mármint nekünk fognak súlyos pénzeket lehúzni a számlánkról, de az nem az MVM lesz.
"Nehogy háborúba sodorja Magyarországot" - Kemény orosz válasz Maria Zaharovától, a magyarok rettegnek
Egyre jobban romlik a helyzet Budapest és Moszkva között, már a szőke bombázó is nekünk üzenget.
Az Ozempic gyártója újraírja a gyógyszeripar folyamatait: saját szennyvíz kerül vissza a termelésbe
A világcég kutatókkal közösen kereste a fenntartható gyógyszergyártás Szent Grálját. A jelek szerint megvan – a globális vízgazdálkodás legnagyobb örömére.
Leslie Mandoki rég nem értett egyet Orbán Viktorral, és ma már hálás Magyar Péternek
A zenész liberális, polgári gondolkodású művésznek tartja magát.
Vezetőszáron vitték a bíróságra Fásy Ádám feleségét Kecskeméten
Az adóhatóság egy 100 milliós NKA-projekt miatt vette őrizetbe Gurzó Máriát.
Négy évig tartott a 21. századi vármegyerendszer, 577 millió forint lehet a visszanevezés költsége
„A modern közigazgatás dolga az, hogy tisztességesen, magas színvonalon és minden magyar embert egyformán szolgáljon. Ez fog tekintélyt adni, nem a történelmi díszlet.”
Óriási hibát ejtettek a paksi fenékküszöb ügyében
Ausztria az EU-hoz fordult a paksi fenékküszöb ügyében, amelyet több nemzetközi szervezet is vizsgálni kezdett. A Óriási hibát ejtettek a paksi fenékküszöb ügyében bejegyzés először Acnews-én jelent meg.
- 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
