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
Új Plus változattal és továbbfejlesztett akkumulátorral bővül a Cupra Raval modellkínálata
Fotó: Cupra A Cupra Raval Plus 99 kW-os (135 lóerős) villanymotorjához vadonatúj lítium-vas-foszfát (LFP) akkumulátor társul, amely akár...
Hatalmas bejelentést tett a kormány: napokon belül több mint 100 milliárd forint támogatást osztanak szét
A következő héten megkezdődnek a közvetlen agrártámogatások előrehozott kifizetései, összesen mintegy 106 milliárd forint juthat...
A Miniszterelnökség is szerződést bontott Balásy Gyula rendezvényszervező cégével
Komoly kockázat merült fel a szerződések teljesíthetőségével kapcsolatban.
Meglepő, hol fotózták le Orbán Viktort
Orbán Viktort a szerbiai Gucsa trombitafesztiválján fotózták le. Egy helyi portál beszámolója szerint a volt miniszterelnök a barátaival...
Karácsony Gergely a budapesti energiakrízis és pokoli hőség után: „A miniszterelnök is megköszönte”
Magyarország az elmúlt napokban példát mutatott az energiakrízissel szembeni védekezésben, amihez a társadalom és az önkormányzatok is...
Hőségben is jelezhet a szénmonoxid-riasztó: komolyan kell venni
A szén-monoxid észrevehetetlen, mert színtelen, szagtalan és láthatatlan gáz, az egyetlen ami megvédhet, az a szakszerűen felszerelt...
Olvad az Antarktisz jege, és ez óriási higanyszennyezést jelent
Kínai kutatók szerint óriási mértékben nőtt az Antarktiszról az óceánba kerülő higany mennyisége, és ez a jégolvadásnak köszönhető.
„Egy kib*szott vicc ez a kormány” – kiakadtak a Pókember-rajongók a Fehér Ház botrányos bejegyzésén
Nem ez volt az első eset.
„Betegség és őrület” – Donald Trump durván nekiment az elektromos autósoknak
Az elnök ráadásul úgy látja, hogy ő vetett véget az elektromosautó-kényszernek.
Elhagyta Grúziát a szerdán őrizetbe vett Mézes László Róbert
A magyar újságíró Tbilisziben felszállt egy Belgrádba tartó járatra, ügyvédje szerint saját döntéséből és külső nyomás nélkül...
Látott már olyat, ami nem volt ott, vagy érzett maga mellett valakit? Meglepően sok egészséges ember számol be hasonlóról
Jelenlétérzés, látomások, hangok vagy déjà vu: egy több mint ötezer embert vizsgáló kutatás szerint a különösnek tűnő élmények...
Magyar Péter határozottan üzent: „Egészen abszurd, amit a Fidesz művel”
A miniszterelnöki tájékoztatón Magyar Péter a megújuló energia fejlesztésének kérdéséről, különösen a szélenergia jövőjéről...
Sport
"A magyarok el akarják lopni tőlünk" - Megőrült a román sajtó, a Fradi hőséről cikkeznek
Marius Corbura fáj a foga Magyarország és Románia válogatottjának is, Bukarestben már most rettegnek.
Azonnal örömünnep tört ki Liverpoolban, változik a Bajnokok Ligája szabályzata
Olyan szabályról van szó, amely korábban ár durván sújtotta Szoboszlai Dominik csapatát a Bajnokok Ligájában.
Dzsudzsákék nagy pofonba szaladtak bele a Konferencialigában
A DVSC mellett az ETO is kikapott a csütörtöki játéknapon.
Tévécsatorna hozta le a különös szexbotrány részleteit
Furcsa dolgokra derült fény a világbajnokságot megjárt focinemzetnél.
Karnyújtásnyira a megállapodás: José Mourinho győzte meg a Real csillagát a maradásról!
Karnyújtásnyira került Vinícius Júnior szerződéshosszabbítása a Real Madridnál. Fabrizio Romano szerint José Mourinho személyes közbelépése hozta meg az áttörést a tárgyalásokon.
Nico Williams nagyon közel ahhoz, hogy a világ egyik legjobb csapatába igazoljon
Az Arsenal azt követően fordult a spanyol világbajnok felé, hogy Barcola és Vinícius Jr. is nemet mondott.
Tárgyal a Ferencváros, újabb játékost adnának el a nyáron
Egyre kisebb a keret.
Világsztár érkezik Budapestre, 31 éve nem látott ilyet a magyar főváros
Az emberek percek alatt elkapkodták az összes jegyet.
Az egyik népszerű sportág teljesen eltűnik a közmédiáról
Véget ért egy korszak.
Nincs több kérdés, eldőlt Vinícius Junior jövője a Real Madridnál.
Ahogyan azt sejteni lehetett...
Lecsapott az MLSZ, eltiltások sora az NB I-ben - a Vidi és a Zete sem maradt ki
Érintett a ZTE, a Pécs, a Kaposvár, a Haladás és a III. Ker. TVE is.
Bulvár
„Nagy kamu az egész” - Majkát nem is fenyegették meg, mindenkit átvert?
Kicsi Dope döbbenetes dolgot állít Majkáról.
"A magyarok el akarják lopni tőlünk" - Megőrült a román sajtó, a Fradi hőséről cikkeznek
Marius Corbura fáj a foga Magyarország és Románia válogatottjának is, Bukarestben már most rettegnek.
Viharjelzés 16 vármegyére, villámok és jégeső jelentheti a veszélyt, de maradt valami más is - Időjárás-előrejelzés
A villámshow már hajnalban megkezdődött Szabolcs-Szatmár-Bereg vármegyében, érkezik a folytatás.
Rendkívüli. Őrizetbe vették a népszerű magyar újságírót: ezt lehet eddig tudni
Itt van minden részlet.
Megjelent a Kaszás egy kórház tetején, felkavaró fotó készült a szörnyű jelenségről
Óriási volt a közfelháborodás.
A meteorológusok is megdöbbentek, de pont ekkortól lesz 25 fok alatt a nappali hőmérséklet
Most még nagy fordulatok következnek be az időjárásban.
Tóth Ildikó név szerint felsorolta, kik vezetik szerinte a NER-maffiát
Az üzletasszony egy interjúban Orbán Viktor mellett Rogán Antalt, Lázár Jánost és a Matolcsy családot is a NER-maffia vezetői közé sorolta. Szerinte az elszámoltatásuk elengedhetetlen a társadalom megtisztulásához
A legtöbb pozitív voks sem volt elég: Kiderült, ki a befutó a köztársasági elnöki székére
Az aHang államfőjelölt-keresésében Laczó Adrienn végzett az élen, miközben Bárándy Péter és Hadházy Ákos több pozitív voksot kapott nála, de nagyobb elutasítottsággal. Ibsen A nép ellensége című színművé
4 csillagjegy, akiknek 180 fokos fordulatot vesz az élete augusztus közepén
Augusztus közepe váratlan fordulatokat tartogathat. Az asztrológia szerint négy csillagjegy előtt most olyan új lehetőségek nyílhatnak meg, amelyek hosszú távon is átírhatják az életüket.
Már a fideszeseknek is elege van Németh Balázsból: „Elegem van a NER-es bérhírhamisítókból” – a kalocsai polgármester nem hagyta annyiban
Bagó Zoltán kalocsai polgármester elhatárolódott Németh Balázs fideszes országgyűlési képviselőtől, miután az a vízhasználatról szóló helyi posztját a Rákosi-kor visszatérésének példájaként használta. A
Rétvári Bence szerint törvénytelen, ezért azonnal el kell távolítani az orbáni gyűlöletpropagandáról szóló emléktáblát a Szociális és Családügyi Minisztérium faláról
A KDNP frakcióvezetője szerint a tárca nem tudott bemutatni erről hatósági engedélyt.
- Csökkent a gázolaj ára
- Leszakadt egy vasúti felsővezeték Érdnél, jelentős késésekre kell számítani
- NAV: sok változást hoz a jövedéki szabályozásban az új törvény
- Szeretetfa jótékonysági akciót szerveztek ismét Nagykanizsán - videó
- Nagykanizsa ráfekszik a kerékpár turizmus fejlesztésére
- Eltűnt Rácz János, kanizsai férfi
- 2018-ban is hívható a kanizsai menhely adományovonala
- Állást keres Nagykanizsán? Mi segítünk!
- Ezeken a helyszíneken adhat vért Nagykanizsán!
- Nagykanizsán ismét lehetőség van véradásra a héten
- Ismét vért lehet majd adni Nagykanizsán!
- Az E.ON nevével visszaélve téveszthetik meg a lakosságot
- Így úszható meg a hosszú várakozás a horvát autópálya-kapuknál
