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
„Az országunk tízszer jobb, mint Írország”: tovább fortyog a rossz ízű debreceni focibotrány
A földet nézték az írek az izraeli himnusz közben, majd nem fogtak kezet. Solomon kiakadt.
Elvesztette Kátai-Németh Vilmos vezetői bizalmát - Felmentették a júliusban kinevezett helyettes államtitkárt
Kátai-Németh Vilmos szerint megszűnt a vezetői bizalma a fogyatékosságügyért felelős helyettes államtitkár iránt. Az utód már ezen a...
Rubio szerint nyilvánvaló, hogy külföldi szereplő áll az angliai légibázisnál tervezett terrorcselekmény mögött
Az amerikai külügyminiszter azt mondta, hogy nagyon súlyos helyzet is kialakulhatott volna.
Palackvadászok Budapesten – ez a válság nem csak rendőrért kiált
A palackvisszaváltás környezetvédelmi sikertörténet, Budapesten azonban több ezer embert eltartó informális munkaerőpiac alakult ki...
„Fontos lenne, hogy te is példát mutass” - Keményen nekiestek Bernáth Odettnek, hogy tehetett ilyet?
Bernáth Odett most túl messzire ment?
Elfeledett szuperélelmiszerek: 10 szezonális zöldség, amit addig egyél, amíg friss
Összegyűjtöttük azokat a méltatlanul háttérbe szorult zöldségeket, amelyekkel változatosabbá teheted az őszi főzést – és még az...
Brutális különbség: 30 százalékkal többet kell fizetned a biztosításért, ha ilyen ingatlanod van
A nyaralók biztosítási díjai jelentősen magasabbak lehetnek a hagyományos lakóingatlanokéhoz képest, ami gyakran váratlanul éri a...
Csődközelben is az osztalék mellett dönthettek: feljelentést tettek a NAV-nál az egyik leggazdagabb magyar érdekeltsége miatt
A cégek 1350 vasúti kocsiról szóló egyiptomi megrendelés teljesítésében voltak érdekeltek. Mi történt? Csődbűntett gyanújával...
„Fogtuk a fejünket, nem hittük el” – kiakadtak az NVVH döntésén a tapasztalt ügyészek
Négy büntetőügyet vont magához az NVVH, de egy tapasztalt ügyész szerint ezek sem nem elég nagyok, sem nem elég bonyolultak ahhoz, hogy...
Az Atenor megszerezte a BakerStreet II építési engedélyét - Tovább erősíti lakóingatlan-fejlesztési stratégiáját Budapesten
Az Atenor megszerezte a Budapest XI. kerületében megvalósuló BakerStreet II lakóingatlan-fejlesztés építési engedélyét. A három...
Matura Tamás: a Kína és Amerika közötti strukturális feszültséget nem oldotta fel a Trump–Hszi csúcstalálkozó
A múlt héten a nagyvilág Donald Trump amerikai és Hszi Csin-ping kínai elnök találkozójára is kiemelten figyelt. Matura Tamás...
5 hiba, amitől takarítás után sem lesz igazán tiszta a fürdőszobád
Végigsúroltad a kádat, letörölted a mosdót, felmostad a padlót, mégis marad valami, amitől a fürdőszoba nem hat igazán tisztának?...
Sport
Megvan az utód, az ukránok már tudják ki váltja Marco Rossit egy újabb bukás után
Rosszul kezdte a magyar válogatott a Nemzetek Ligáját, ma este az északírek ellen kellene javítani.
Vicces becenévvel illeti az északír sajtó a lelkileg és testileg megtört magyar válogatottat
Vicces becenévvel illeti az északír sajtó a lelkileg és testileg megtört magyar válogatottat
Csődeljárás miatt megszűnik a négyszeres bajnok futballklub
Nemrégiben egy kétszeres aranyérmes együttes is feloszlott.
„Inkább kórháznak tűnik” – Marco Rossi a magyar válogatott nehéz helyzetéről beszélt
Marco Rossi több játékosára nem számíthat, és a rövid felkészülési idő is szóba került a mérkőzés előtti sajtótájékoztatón.
„Teljesen elment az esze” – Ödegaard kiakadt a portugálok sztárjátékosára
Bernardo Silva a hajrában rúgta fel a norvég csapatkapitányt.
Az úszószövetség azt kéri, hogy adják vissza Betlehem Dávid és Fábián Bettina érmeit
A Músz jelezte, már a helyszínen, de azóta is több olyan tévedésre, hibára és mulasztásra derült fény, amely alapján nehezen tartja védhetőnek a döntést.
Az ukránokon kifogott az új edzővel kiálló ellenfél
A magyarok csoportjának másik mérkőzésén meglepetés született.
A sapkája miatt kizárt Betlehem Dávid tovább küzd az igazáért
Az olimpiai bronzérmes úszó állítja, videofelvételek vannak arról, hogy volt olyan riválisa, aki ugyanilyen sapkában teljesítette a versenyt. Fábián Bettina nem viszi tovább az ügyét.
Rémisztő sérülés és 11 éve nem látott pofon: Belfastban sem tudott gólt szerezni a válogatott
Néhol inkább pankrációt, mint labdajátékot idézett a 90 perc – Bolla esetében meg is lett az „eredménye”.
Marco Rossinak akadt egy jó híre és egy jó kérdése is az északír meccs után
Nem kérdés, melyik játékosát klónozná, ha megtehetné.
Helyzetek nélkül nem megy, döntetlent játszott a magyar válogatott Belfastban
Belfastban javíthat Marco Rossi együttese a Nemzetek Ligájában.
Luka Modricot olyasmi várta Sevillában, amire még ő maga sem számított
Negyvenévesen mindenre felkészülhet az ember
Bulvár
Kevesen tudják ezt Seszták Miklósról, különleges szenvedélyére 600 millió forintot adott az állam
Rendőrségi őrizetbe vették Seszták Miklós volt fejlesztési minisztert, miután az Országgyűlés hétfő reggel felfüggesztette a mentelmi jogát, a politikus pedig önként besétált a Központi Nyomozó Főügyészség
Ő Vona Gábor felesége, trágár mondattal küldte el férjét az RTL sikerműsorába
Hatalmas meglepetést keltett Vona Gábor szereplése az RTL "Az Árulók - Gyilkosság a kastélyban" című nyomozós realityjében, amelynek kapcsán a politikus most részletesen elmagyarázta korábbi radikális nézeteinek f
Döntöttek Hankó Balázs sorsáról
Az Országgyűlés rendkívüli ülésén 139 igen szavazattal felfüggesztette Hankó Balázs és Seszták Miklós mentelmi jogát. A Döntöttek Hankó Balázs sorsáról bejegyzés először Acnews-én jelent meg.
„Nem mondok le a képviselői mandátumomról” – őrizetbe vétele előtt adott interjút a 24.hu-nak Seszták Miklós
Vádalkut sejt a háttérben Seszták Miklós volt fejlesztési miniszter, akit hétfőn őrizetbe vettek a Volánbusz-ügy kapcsán, miután az Országgyűlés felfüggesztette a mentelmi jogát. A KDNP képviselője személyesen
Szívrohamot okoz az itthon is népszerű ital
Szívleállást szenvedett egy 22 éves férfi kratomtea fogyasztása után. A szer Magyarországon is könnyen beszerezhető. A Szívrohamot okoz az itthon is népszerű ital bejegyzés először Acnews-én jelent meg.
Hőhullám hoz újabb 40 fokot
Európa nagy része fölött erős magasnyomású légköri helyzet alakul ki, amely több országban ismét nyárias meleget hozhat. A szokatlanul meleg idő akár október közepéig is kitarthat. A Hőhullám hoz újabb 40 foko
A rendőrség felszólította a 24.hu kiadóját: adja ki a Belügyminisztérium államtitkárának címét
Kálnoki-Kiss Attila korábban lapunk főmunkatársa volt, május óta viszont a BM-ben dolgozik.
Kormos Anett posztja alapjaiban forgatta fel a magyar közéletet, egy miniszter is reagált és komoly dolgokat mondott
Komoly vitát váltott ki Kormos Anett humorista írása az állatok örökbefogadásáról, amelyre reagálva Gajdos László bejelentette: a rendszer átvilágítása már zajlik, és céljuk az életszerűbb, felelősségteljes
Unalmas október után csaphat le a szupertél Európa közepére, Magyarország sem marad ki a jóból
Elhúzódik a vénasszonyok nyara, bár veszélyes lehet a kedd reggeli időjárás.
„Akit nem lehet belekeverni az ügybe” – új irat utalhat Orbán Viktor szerepére az aranykonvojügyben Hajdú János szerint
Az ukrán pénzszállítók ügyvédei egy júniusi találkozóról készült feljegyzésre bukkantak a nyomozati iratok között.
Nagyot hibázott Puskás-Dallos Bogi is, ez lehet a TV2 eddigi legnagyobb botránya
Súlyos csalási botrány árnyékolja be a Megasztár idei évadát, miután az egyik 17 éves versenyzőről kiderült, hogy egy másik előadó dalát saját szerzeményként adta elő a könnyekig hatódott zsűri előtt.
Fontos egészségügyi vizsgálat lesz most ingyenes: itt lehet rá jelentkezni
Fontos egészségügyi program indul, amelyre máris megnyílt a jelentkezési lehetőség.
- Csökkent a gázolaj ára
- Leszakadt egy vasúti felsővezeték Érdnél, jelentős késésekre kell számítani
- NAV: sok változást hoz a jövedéki szabályozásban az új törvény
- Megbüntették a kecskeméti buszpályaudvart, mert kétszer is leszedték a Momentum plakátjait
- 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
