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
Magyar Péter: A gyűlölet karmestere oda kerül, ahová való
A Tisza elnöke szerint „egészen elképesztő, hogy a magyar történelemből is ismert virtigli uszító gyűlöletbeszéd elhangozhat egy...
„Egy ilyen közösség csodákra képes”
A Bodó Viktor vezetésével működő Budapesti Színészképző új módszerekkel viszi tovább a (régi) SZFE hagyományait.
Félelmetes fegyvert lőtt ki Oroszország
Oroszország sikeresen indított el egy Cirkon hiperszonikus rakétát a Barents-tengeren, a folyamatban lévő Zapad–2025 orosz–belarusz...
Teljesen váratlan, amit a szakember kimondott: tényleg ez vár Tóth Gabira?
Erre senki sem számított.
Átrobog Magyarország felett a hidegfront: itt az előrejelzés
Vasárnap hidegfront robog át Magyarország felett, sokfelé várható csapadék; hétfőn a Tiszántúlon lesz több felhő, az ország többi...
Megfenyegették Ruszin-Szendi Romuluszt
Tartóztattak már le ilyenért mást is.
Gyanús felmérés a magyar iskolákban, mindenki találgat hogy mire jó
Egy rejtélyes, országos felmérés borzolja a kedélyeket a magyar iskolákban, a szülők pedig értetlenül állnak a dolog előtt.
Ez még az űrből is látszott: Kapu Tibor szólózott a Bagossy-koncerten
A magyar asztronauta csak tovább fokozta az extázist.
A TikTok, a vámok és orosz olaj is terítéken van a madridi kínai-amerikai találkozón
A Madridban zajló tárgyalások célja a későbbi, magas szintű találkozók előkészítése.
240-nel ment a német autópályán, amikor elé gurult egy Škoda
Lehetsz jó autóval jó úton, ha mások is közlekednek körülötted.
Felturbózzák az anyagcserét, és segítik a fogyást: 5 zöldség, amit érdemes gyakrabban enni
Ezek az őszi zöldségek fogyást segítő hatásuk és ínycsiklandozó ízük miatt a bekuckózós szezon legnagyobb kedvencei.
Tóth Vera feszülős kisestélyiben: így látszik igazán, milyen karcsú a dereka
Tóth Vera gyönyörű volt testre simuló, fekete kisestélyiben.
Sport
A veretlen bokszzseni leiskolázta a világ legnépszerűbb bokszolóját
Terence Crawford pályafutása legnagyobb győzelmét aratta.
Robbie Keane a 15–0 után: Igazi futballünnepben volt részünk
A Ferencváros vezetőedzője elégedetten értékelt, miután a zöld-fehérek bejutottak a legjobb 32 közé a labdarúgó Magyar Kupában.
Váratlan csillaghullás, három NB I-es csapat is kiesett a Magyar Kupából
A Vasas négy gólt vágott a Puskás Akadémiának.
Elgurult a gyógyszere a magyar birkózónak, megütötte japán ellenfelét
A sportoló az összecsapást követően sem tudott egyhamar megnyugodni.
Vasas-Puskás Akadémia: a dühös Hornyák üzent pár játékosának, Erős sportszerűen értékelt
A MOL Magyar Kupa szombati játéknapjának egyik legnagyobb meglepetését a Vasas-Puskás Akadémia párharc szolgáltatta: az angyalföldiek 4-1-re kiejtették az NB […] A Vasas-Puskás Akadémia: a dühös Hornyák üzent p
15 gólt lőtt FTC, az egyik NB I-es klub túlórázott, Böde duplázott, fordított a Honvéd
Szombat délután az NB I-es csapatok nem botlottak a Magyar Kupában, bár a Kazincbarika csak hosszabbítás után lépett tovább. A […] A 15 gólt lőtt FTC, az egyik NB I-es klub túlórázott, Böde duplázott, fordított
Kiakadt a Puskás Akadémia trénere a kupakiesés után: El kell gondolkodnia pár játékosomnak...
Hornyák Zsolt, a Puskás Akadémia vezetőedzője a játékosoknak is üzent a Vasas elleni Magyar Kupa-kiesés után.
Az UEFA döntött: Szlovákia utólag Európa-bajnok
Az UEFA hivatalosan is elismerte a szlovákok sikerét.
Szürreális eredmény Dárdai Mártonék meccsén, a teljes stadion elcsendesedett
Nem az történt a magyar válogatott védővel, amire Berlinben számítottak.
Szappanos hibája sem segített, a Vasas kiejtette a Puskást a kupából
A MOL Magyar Kupában a fővárosban rendezték a sorozat egyik rangadóját, ahol az elmúlt években a feljutásról lemaradó Vasas FC fogadta a Puskás Akadémiát, amely az előző szezonban egy hajszállal maradt csak le a b
„Nagyon boldog vagyok, még nem tudom felfogni" – remekelt a vb-n a magyar csúcstartó
Kozák Luca továbbjutása ezredeken múlott, már az előfutamban elvérzett a világbajnokság egyik legnagyobb sztárja.
Tizenötöt lőtt a Fradi, nem hibáztak az NB I-es csapatok a Magyar Kupában
Az ETO FC, a Debrecen, a Paks és a Diósgyőr után a Ferencváros is hozta a kötelezőt a labdarúgó Magyar Kupában.
Bulvár
Kellemetlen kép terjed Orbán Viktorról, minden ellensége rajta van
Váratlan plakát terjed az interneten, ennek nem fog örülni Orbán Viktor.
„A férjem hónapok óta nem nyúlt hoz-zám” Nők mesélnek a láthatatlan magányról
A láthatatlan magány érzése sokszor észrevétlenül lopódzik be a mindennapokba, és gyakran olyan finom jelekből áll össze, amelyek elsőre nem is tűnnek különlegesen katasztrofálisnak. A párkapcsolatokban ez az ál
Hideg élelmiszert venne? Nyugdíjas utalvánnyal nem fizethet, ez a szabály
Vannak olyan helyzetek, amikor a kereskedő nem engedheti meg, hogy ezzel fizessen - hiába került a kosárba kizárólag hideg élelmiszer.
Szarvasi kávéfőző új korszakba lép – így hódítja meg újra a magyar otthonokat
A magyar háztartások egyik legnagyobb kincse a múltból, amely ma is képes meghitt emlékeket idézni: ez a Szarvasi kávéfőző. Nem csupán egy eszköz a reggeli koffeinadag elkészítéséhez, hanem egy darabka történele
Így néz ki Karácsony Gergely ritkán látható felesége, szenzációs fotó került ki a netre
Egy olyan megható vallomást is tett, ami új oldaláról mutatja be a főpolgármestert.
Ezt teheti a szomszéd, ha a háza elé parkolsz: nem egyértelmű a szabály
Konfliktus lehet a szomszédok között amiatt, mert nem tudják, a hely, ahol parkolnak, kinek a tulajdona.
Magyar Péter meghökkentő dolgot állít Hadházy Ákosról, nem erre számítottunk
Ellenzéki harc tört ki a választások előtt.
Vadidegen férfi Menczer Tamásnak egy pihenőhelyen: Maga még él?
A Harcosok Klubja edzőtáborába tartott a politikus.
Hatalmas robbanás rázta meg az európai fővárost: sok a sérült, többen súlyos állapotban vannak
Egy bárban történt robbanás Madridban, több szomszédos épület is megrongálódott.
Ebben a hónapban a legjobb megszületni
Tudományos bizonyíték van arra, hogy van ideális hónap a születésre - és nem azon alapszik, hogy kinek lehet szabadtéri szülinapi bulija, és kinek nem.
Ezt kiabálta Károly, mikor Harry megszületett – Diana nem akart hinni a fülének
Károly király és kisebbik fia, Harry kapcsolata a Megxit óta feszültségekkel teli, azonban már jóval korábban is történt olyasmi, ami árnyékot vetett a viszonyukra.
Vujity Tvrtko hazatért Magyarországra, és azonnal óriási bejelentést tett
„Indul a nagy kaland” – közölte Vujity Tvrtko, aki a tévéképernyőre is visszatér.
blogmorzsák
A vasúti közlekedés első halálos áldozata
Az 1830. szeptember 15-i megnyitóünnepségen a Liverpool–Manchester vasútvonal nagy pillanata tragédiába fordult.
Nagy-Miskolc - helységneveink nyomában
Diósgyőr. Hejőcsaba. Lillafüred. Pereces. Szirma. Martin-kertváros. Mindszent. Hámor.
Saját part, saját barát, saját csaj
Jókedvű rock, személyes, szellemes rap, kígyóbűvölő punk, embergyűlölő metal - új magyar zenék.
- 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
