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
Micsoda üzenet Magyar Péteréktől! Ők azok, akik megkapják Rogán Antalék luxusépületét
Határozott lépés.
Bennfentes kereskedelem miatt kapták el a Barcelona egykori sztárját
A bírság akár az illegálisan szerzett profit négyszerese is lehet.
Marco Rossi hozott szerencsét? Döntőben szerzett gólt a magyar válogatott focista
Első gólját szerezte új csapatában.
Kamilla királyné keményen kritizálta Katalin hercegnét, ezért ellenezte, hogy összeházasodjon Vilmos herceggel
Bár Kamilla királyné és Katalin hercegné manapság nagyon jól kijönnek egymással, ez nem mindig volt így. Egy királyi író szerint...
Földrengés rázta meg Nagykanizsa térségét
A természeti jelenségről több bejelentés érkezett.
A kormány hivatalos honlapján már Tisza-kormány van, a miniszterelnök oldala továbbra is Orbáné
Kedd este még az előző kormány és kormányfő volt a kormány honlapján, pedig Magyar Péter már szombaton is miniszterelnök volt.
Két év börtönt kapott Matthew Perry drogfüggőségi tanácsadója a színész halála miatt
Már négy embert elítéltek a színész túladagolása miatt.
Egyre több kérdést vet fel a rejtélyes, barlangban talált tengeri drón
A Görögországban megtalált, vezető nélküli tengeri járművet először ukrán gyártmánynak gondolták, ám az ottani gyártó hamar...
Földrengés volt Nagykanizsa térségében
2,4-es magnitúdójú földrengés volt a Zala vármegyei Nagykanizsa térségében szerda este negyed nyolckor – közölte a Kövesligethy Radó...
Átvilágítás, pénzügyi stop – itt vannak a kormány első döntései
Az elmúlt tizenhat év után szokatlan formában és helyszínen Magyar Péter jelentette be kormánya első intézkedéseit. Volt...
Alig egy év után felmondott a Hirado.hu főszerkesztője
Az MTVA megerősítette, hogy Élő Gábor távozott a közmédia hírportáljának éléről. Utolsó munkanapja május 8-án volt, a pozíciót...
Luxusautó hegyvidéki nyaraláshoz
Megvan a nyaraló a svájci Alpokban, de kellene még hozzá egy stílusban passzoló autó? Ne keress tovább: a Bentley megépítette.
Sport
Hazaárulónak tartják és minden vagyo-nától megfosztották a volt Bayern-sztárt
A bajorokkal bajnoki címet és kupát, míg a Schalke gárdájával kupát nyert a mindenétől megfosztott játékos.
Az UEFA olyat állít a magyar futballról, amire negyven éve nem volt példa
Magyarország hivatalosan is lehagyta Ausztriát az elmúlt öt év eredményei alapján.
„Elloptuk a magyaroktól” – Szerbia ásza libabőrös lett a válogatottunk elleni mérkőzés előtt
Férfi-kézilabdaválogatottunk a szerbek ellen csütörtökön Nisben játssza vb-selejtezős párharca első meccsét.
Áll a bál Yamal miatt, politikai vihart kavart a bajnoki cím ünneplése során
Hansi Flick mellett a spanyol kormányfő is megszólalt a történtekkel kapcsolatban.
Egyetlen csapat tudta úgy megnyerni a Bajnokok Ligáját, hogy minden meccsén győzött
A covid közepén a Bayern München olyan bravúrt mutatott be, amire se előtte, se azóta nem volt példa.
Magát fényezte, mindenki másba beleállt – A 10 legsokkolóbb kijelentés Florentino Pérez sajtótájékoztatójáról
Rendkívüli sajtótájékoztatót tartott a Real Madrid elnöke, Florentino Pérez. Nagyon erőseket mondott, helyenként sokkoló volt Pérez megnyilvánulása. Összeszedtük, hogy mi volt a tíz legerősebb mondás a Real Madr
Hiába Ronaldo hároméves küzdelme, csapattársa az utolsó percben romba döntötte az álmait
Az ötszörös aranylabdás korábbi madridi bajtársával küzd meg a bajnoki címért.
„Hülye vagy?” – Kenesei Krisztián ezért nem igazolt soha a Fradiba, most rájuk fogadott + videó
A háromszoros bajnok- és kupagyőztes támadó az ETO és a Ferencváros versenyfutását is elemezte.
Kiderült, Orbán Viktor miért adott fizetési haladékot a Fradinak utolsó intézkedései között
A sportállamtitkárság és a klub között még a napokban is zajlanak az egyeztetések.
Még a "világ végéről" is jönnek Budapestre a Bajnokok Ligája-döntő miatt
A meccs ismét globális úti céllá tette fővárosunkat.
Ronaldo sem hitte el: Másodpercekre voltak a bajnoki címtől, aztán egy bedobást beejtett a kapusa - videó
Egészen drámai jelenetek napolták el az al-Nasszr bajnokavatását.
Marco Rossi döntése után a hollandok az Ajaxot kárhoztatják, Angliában Slotot idézik
Visszhangot keltett, hogy Kovács Bendegúz és Pécsi Ármin először kapott meghívót a magyar válogatottba.
Bulvár
Hazaárulónak tartják és minden vagyo-nától megfosztották a volt Bayern-sztárt
A bajorokkal bajnoki címet és kupát, míg a Schalke gárdájával kupát nyert a mindenétől megfosztott játékos.
Már lehet tudni, mi lesz a Karmelita sorsa Magyar Péter alatt, nyitóbeszédében beszélt erről az új miniszterelnök
Új szerepe lehet a Várnegyed egyik legszimbolikusabb épületének.
Újabb nő kapott kulcsfontosságú pozíciót a Tisza-kormányban: ő lesz Magyar Péter jobbkeze
Azt már tudjuk, hogy az új Országgyűlésben a nemek összetételét illetően jóval kiegyenlítettebb lesz a mezőny, mint eddig bármikor - és a miniszterek sorában is számos, a maga szakterületén nagy megbecsülésnek
Gyorsan lecserélt egy fontos államtitkárt Magyar Péter
Még az első kormányülés előtt – és ennek jó oka volt.
Máris kapott egy jó hírt az alig egynapos Tisza-kormány
Az évek óta szenvedő ipari termelés márciusban, éves szinten viszonylag masszívabban emelkedett – erősítette meg a KSH az egy héttel ezelőtti közlését.
Máris talált magának elfoglaltságot Marsi Anikó a Fidesz bukása után, a tévéműsorok helyett most ez van a középppontban
Új hírek érkeztek Marsi Anikóról, gyorsan feltalálta magát.
Távozik az Országgyűlés nagyfőnöke: Forsthoffer Ágnes nyilvánosságra hozta a döntés okát
Közös megegyezéssel, keddi hatállyal megszűnik Such György, az Országgyűlés Hivatala főigazgatójának megbízatása.
Kirúgták, mert felemelt egy zsák krumplit – milliós kártérítés lett a vége
A 36 éve ugyanannál a cégnél dolgozó brit férfit azért rúgták ki, mert betegszabadsága alatt a munkáltatója szerint fizikai munkát végzett egy farmon. A bíróság kimondta: a cég orvosi bizonyíték nélkül, téve
Sokak álla leesett az RTL bejelentésétől – Teljesen kiütötték a Sport TV-t
Az RTL ezzel hosszú évekre meghatározza a magyar sportmédia arculatát. A Sport TV közben nagyot bukott.
Az egyik legszebb sírfelirat, pedig egy szó sem szerepel rajta: szívszorító ez a két jel
Alfred Schnittke zeneszerző sírkövén szereplő üzenet megható, gyönyörű. Lehet, hogy meg is könnyezed.
„Szegény olyan sötét, hogy az valami borzalom” - bekapcsolva maradt Tuzson Bence mikrofonja, amikor Ruff Bálintról beszélt
Tuzson Bence az Országgyűlés Igazságügyi és Alkotmányügyi Bizottságának ülésén, a HVG bekapcsolt mikrofonja mellett minősítette a Tisza Párt miniszterjelöltjét. A volt miniszter a meghallgatás alatt többször i
Válasz Magyar Péter bocsánatkérésére. Nem haragszom, de most már csináljuk másképpen, jó?
Magyar Péter bocsánatkérése neked is, nekem is szól. És ezért nagyon fontos. Válasz.
- 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
