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
Lézeres jégfúróval tárhatják fel az Europa és az Enceladus titkait
A Naprendszer jeges holdjainak – például a Jupiter Europajának vagy a Szaturnusz Enceladusának – felszíne alatt rejtőző óceánok...
Orbán Viktor bejelentette: lesz 14. havi nyugdíj - íme a részletek
Orbán Viktor bejelentette, hogy a kormány döntést hozott a 14. havi nyugdíj bevezetéséről, és jelenleg a részletek kidolgozása folyik....
A siker ára: miért érzi magát egy egész generáció kiégettnek?
A kiégés a munkahelyen ma már nem kivétel, hanem lassan norma. Egyre több ember ébred reggel azzal az érzéssel, hogy nincs kedve felkelni,...
Különös dolgokat produkált egy megfigyelés alatt álló üstökös
A 3I/Atlas üstökös, ami mindössze a harmadik ismert látogató a Naprendszeren túlról, az elmúlt hónapokban különleges figyelmet kapott a...
Számok és lapszámok
Hatvan évvel ezelőtt, 1965. november elsején jelent meg az Ifjúsági Magazin első száma. Hogy jön ez ide? Úgy, hogy abban a lapban tették...
30 méterre a strandolóktól jelent meg egy nagy fehér cápa, és egyre többen vannak
Idén nyáron példátlan számban jelentek meg nagy fehér cápák New York és New Jersey partjainál, ami a szakértők szerint a...
1000 és 1500 forintos fürdőbelépők, novemberi termálfürdős árengedmények
Áremelés az egyik budai termálfürdőben; 1500 forintos napi fürdőbelépő Hajdú-Biharban; egy napig 1000 forint a nyugdíjas belépő...
Kitálalt a világhírű magyar tudós – ennyi esély van arra, hogy kapcsolatba lépünk az idegenekkel
Meglepő dolgot mondott ki a szakértő
Mindenki sétálni jár, de a 60 év felettiek számára van egy jobb módja a lábak erősítésének, és még a szívednek is jót tesz
Nagyon jót tesz.
Egyik nap fejfejásra panaszkodott, másnap otthonában összeesve találtak rá a csodálatos magyar színésznőre
A századelő egyik legnagyobb tehetsége volt Huszka Nelly, akiről évtizedeken át alig esett szó. Pedig ez a fiatalon elhunyt, kivételes...
Egy ősi szokás lehet az oka, ami miatt minden hajnalban felriadsz
Miért ébredünk fel éjjel 3-kor? Egy ősi alvási szokás nyomában.
Ribakina könnyű győzelmet aratott a világbajnokság első napján
Iga Swiatek után Jelena Ribakina is simán nyert a rijádi a WTA-világbajnokság nyitónapján: utóbbi Amanda Anisimovát győzte le könnyedén.
Sport
Soha nem látott özönvíz öntötte el New Yorkot, veszélyben a vasárnapi legendás maraton
Szerencsére már kisütött a nap, bizakodnak a rendezők.
Szenzációs hírt kapott Szoboszlai a Liverpool mai sorsdöntő meccse előtt
A magyar futballista óriási elismerésben részesült, a nemzetközi szaklap felülbírálta önmagát.
51 éves a dzsungelbunyó, amit egymilliárdan láttak
A helyszínen 60 ezren, a televíziók előtt pedig egymilliárdan nézték a dzsungelbunyót, amelyen Muhammad Ali esélytelenként legyőzte az addig verhetetlennek vélt nehézsúlyú bokszvilágbajnokot. Az évszázad egyik le
„Ez hihetetlen” – Angliában is ámulnak Tóth Balázs elképesztő bravúrján + videó
Hatalmas ölelést adott a vezetőedző a magyar válogatott kapusnak.
Közel a megegyezés: a Real Madrid brazil sztárja Franciaországba igazolhat
Egyre valószínűbbnek tűnik, hogy a Real Madrid a francia élvonalba adja kölcsön a brazil Endricket.
Vége a románcnak. Lamine Yamal bejelentette, hogy szakított Nicki Nicole énekesnővel
A Barcelona szélsője, Lamine Yamal bejelentette, hogy véget ért kapcsolata Nicki Nicole énekesnővel. A pár mindössze három hónapig volt együtt.
„Nincs kifogás” – mondta Szoboszlaiék edzője, majd hat indokkal magyarázta a Liverpool összeomlását
A holland edző szerint nem rajta múlik a gyenge szereplés.
Itt az év kihagyott helyzete: egy méterről hibázta el a ziccert a korábbi 80 milliós igazolás
Nicolas Pépé óriási helyzetet hagyott ki.
Olyan trend uralkodik az európai labdarúgás elitjében, amit a Liverpool képtelen elsajátítani
A Mersey-parti csapat egyik méretes gyengeségére az egész kontinensen nagyobb hangsúlyt fektetnek az elmúlt hónapokban.
Xabi Alonso rejtélyes megjegyzése lehetett az utolsó szög a Real-tehetség koporsójába
Carlo Ancelotti ismét segíthetné a menekülőben lévő játékos karrierjét, de ehhez a madridiak új edzőjének őszintesége is kéne.
„Ilyet még nem láttam" – a Győr edzője elámult kapusa teljesítményétől
Az ETO hőse is megszólalt a BL-rangadón aratott siker után.
Döntött a ZTE a szurkolóval verekedő kosárlabdázó ügyében
Gyors döntés született az ügyben.
Bulvár
Kemény üzenet érkezett Orbán Viktornak: Ez abszurd, ezt vonja vissza a jelenlegi magyar kormány, vagy egy új
Marie Bjerre dán európai ügyekért felelős miniszter szerint a kormányfő csak ürügyet keres.
Csődbe ment a TV2 sztárja, teljesen elszegényedett
Durva titokra derült fény a csatornán megismert celebről.
Elfogadták a jogszabályt. Kerítésadó jön, minden méter kerítés után
Egy 2015 óta érvényben lévő jogszabály lehetőséget biztosít az önkormányzatok számára arra, hogy egyedi települési adókat vezessenek be olyan adótárgyakra, amelyeket nem sújt központi adóteher, és amelyeket j
Csúnyán átvertek minket, csak színlelték a kivonulást és csapdát állítottak az oroszok 1956-ban
Úgy tettek, mintha támogatnák az eseményeket.
Férje kezét fogva jelentette be a hatalmas örömhírt a meseszép Várkonyi Andrea
Várkonyi Andrea és Mészáros Lőrinc újabb jótékony kezdeményezése: 200 millió forinttal támogatják a családokat.
Óriási a dráma: szakított Katalin hercegné és Vilmos herceg
Erre nem számítottunk
Óriási a riadalom Moszkvában, Ukrajna oda vágott az oroszoknak, ahol a legjobban fáj
Az ukránok az orosz energiainfrastruktúra szívébe csaptak bele, oda, ahol a „Stratégiai gyűrű” három vezetéke találkozik Moszkva közelében. Ezekben benzint, dízelt és kerozint szállítottak az orosz csapatoknak.
A nyílt utcán kerítették be újpestiek Kubatov Gábort, elképesztő jelenet játszdóott le a kamerák előtt
A Fradi elnöke szorult helyzetbe került, de támadt egy mentő ötlete.
Tragikus a helyzet, ennyi a nyugdíja a magyar tévésztárnak, akiért az egész ország odáig volt
Szomorú hírt közöltek az egykor mindenki által piedesztálra emelt sztárról.
"Kimentem a folyosóra, és már hullottak a könnyeim" - Krug Emília megható búcsúja - Fotók
Ma este kerül képernyőre Krug Emília utolsó ATV-n vezetett műsora, a Civil a pályán. A Nap Híre információi szerint megható, érzelmekben és könnyekben gazdag lett a búcsú.
Orbán válaszút előtt: két szék között a padlóra eshet
Nem lehet egyszerre Vlagyimir Putyin és Donald Trump kedvében járni. Lényegében ezt üzente az amerikai elnök az orosz energiahordozók importjával kapcsolatos embargó alóli felmentés megtagadásával Orbán Viktornak, a
blogmorzsák
Repülés, kutyatartás, húsfogyasztás - te lemondanál róluk?
A fogyasztók gyakran tévesen ítélik meg, hogy mindennapi szokásaik milyen mértékben járulnak hozzá a klímavédelemhez.
Maduro levele
Most nem lennék Lavrov, de Putyin sem: bárhogyan is határoznak Venezuelával kapcsolatban, rossz lesz a döntés.
- 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
