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
Több mint 70 millió dolláris veszteséget hozott ez a világhírű sci-fi
A Geostorm, Gerard Butler 130 milliós sci-fije végül nagy bukás lett.
Milliók várták ezt az új filmet, de valami mégsem stimmel
A Supergirl nyitóhétvégéje töredéke lett James Gunn Supermanjének bevételének.
Mehet az összes sárga csekk a kukába. Új dolog van helyettük.
A sárga csekk évtizedeken át a magyar háztartások egyik legfontosabb fizetési eszköze volt. Ma azonban már inkább a megszokás tartja...
A gyümölcsfák emiatt kezdhetnek visszaszáradni a nyári hőségben
A nyári forróság igazi rémálom lehet a gyümölcsfák számára. A visszaszáradás fő okai között a vízhiány és a gyökérkárosodás...
Élettársad van nem házastársad? Akkor most kapaszkodhatsz.
Még napjainkban is rengetegen nincsenek tisztában az élettársi kapcsolat vagyonjogi következményeivel, holott a becslések alapján jelenleg...
Olyat láttunk a horvát–ghánai meccsen, amit futballpályán még soha – ez is kevés volt
A horvátoknak sikerült elnapolniuk a legenda visszavonulását.
A petúnia ettől válhat látványosan dúsabbá már néhány hét alatt
A petúnia dús virágzásának titka a visszavágásban és a megfelelő tápanyagban rejlik. Olvasd el tippjeinket, hogy pár hét alatt...
Sokan nem tudják, hogy napi két kiwi ilyen jót tehet az emésztésnek
Sokan küzdenek puffadással, székrekedéssel vagy emésztési panaszokkal, és ilyenkor gyakran különféle étrend-kiegészítőkhöz nyúlnak....
Frontálisan ütközött két autó Bükkábrány mellett, két felnőtt és két gyermek halt meg
Egy felnőttet újraélesztés után életveszélyes állapotban vittek kórházba.
Gondoltad volna? Ezért nem szeletik fel soha a pizzát Olaszországban
Jobb, ha ezt is megtudod a nyaralás előtt
Patkányok lephetik el a házakat a hőségben: kertész ismetősöm szerint ez a filléres zöldség segíthet távol tartani őket
A szakértők szerint a forró napokon a patkányok és egerek könnyebben húzódhatnak be a házakba, garázsokba, melléképületekbe és...
Gyalogosok közé hajtott egy autó Londonban
Gyalogosok közé hajtott egy autó szombaton Londonban, öten megsérültek. A rendőrség közölte, hogy nem terrorcselekményként kezeli az...
Sport
Új megbízás vár Szoboszlaira, váratlan hír a kinevezéséről Livepoolban
Miközben két csapat is 80 millió euróért csábítja, hatalmas lehet a fordulat az átigazolási piacon.
Szexi szurkolókban is erős a foci-vb – Itt megnézheted legcsinosabb drukkereket
Mostani összeállításunkban nem a pályán történtekre koncentrálunk.
Gyászol a magyar foci: Elhunyt az ETO válogatott legendája
Hosszan tartó betegség után életének 76. éveben elhunyt Pénzes Mihály, a Rába ETO egyszeres magyar válogatott, utánpótlás Európa-bajnok játékosa.
A Manchester United nagy dobása: a Real Madrid világsztárja az Old Traffordra tart
Michael Carrick egyre közelebb kerül ahhoz, hogy együtt dolgozzon Aurelien Tchouaménivel.
Átigazolás: Julián Álvarez „ámokfutása” még az FC Barcelona szurkolót is meglepte
Az Atlético Madrid csatára szóba sem áll más csapatokkal. A katalánokhoz akar igazolni.
Szenzáció a vb-n, a Zöld-foki Köztársaság veretlenül jutott tovább a csoportjából
Fernando Muslera kapitális hibája után a kétszeres győztes Uruguay kiesett.
Ez a világbajnokság egy katasztrófa – Kifakadt az irániak csapatkapitánya
Nem szerepel rosszul a foci-vb-n az iráni válogatott, története során először az egyenes kieséses szakaszba is eljuthat. A csapat megis csalódott.
Megszakad a szív: Gyászol Gakpo és párja, Messit eldugják a következő meccsen - napi vb-körkép és átigazolási hírek
Ezek voltak a legfontosabb és legérdekesebb szombati hírek a világbajnokságon, a külföldi foci világában és a nemzetközi átigazolási piacon.
Mikel Arteta mindenáron megszerezné az FC Barcelona 60 millió eurós sztárját
Akcióban az Arsenal.
Ma éjjel sem érdemes lefeküdni, befejeződik – A foci-vb mai programja
Fontos és jó meccseket rendeznek ma este és holnap hajnalban a vb-n. Mutatjuk a programot.
BL-győztes ex-Barcelona játékost igazolt a Loki - hivatalos
A Barcelona színeiben még a Bajnokok Ligája csoportkörében is lehetőséghez jutott a 31 esztendős spanyol középpályás.
Közleményben határolódtak el a nagykanizsai ultrák a ZTE-vel kötött együttműködéstől
A Fenegyerekek Kanizsa Company közleményben jelezte, hogy a két város és a két szurkolótábor között évtizedek óta fennálló rivalizálás miatt nem tud azonosulni az együttműködéssel.
Bulvár
Orbán elüldözte, Magyar Péter visszaengedi, most visszaszivároghat Budapestre a CEU, újra fellángol az oktatási botrány
Orbán Viktor kormánya évekkel ezelőtt kiszorította Magyarországról a CEU-t, most azonban minden jel arra utal, hogy az egyetem ismét megjelenhet Budapesten. Új fejezet kezdődhet az egyik legismertebb politikai csatároz
Orbán Viktor 40 éve a politikában, drámai és botrányos végjáték után, úgy néz ki Magyar Péter végleg átveheti a helyét
Orbán Viktor közel 40 éves politikai korszakának lezárása történelmi fordulatot jelenthet, miközben Magyar Péternek egy mélyen beágyazott rendszert kell átvennie és újrarendeznie.
„Elkezd lopikálni” – Hadházy Ákos levezette, miért lesz katasztrófa a 12 éves képviselői mandátumkorlát
Hadházy Ákos szerint a képviselők az utolsó ciklusukban akár lopni is elkezdhetnek, ha biztosan tudják, hogy nem indulhatnak újra. A volt képviselő úgy látja, a számonkérhetőség hiánya miatt a politikusok a pártf
Dráma a Fidesz körül, Lázár János áll elébe az elszámoltatásnak, nem fél Magyar Péter és a Tisza Tisztítótűz programjától
Dráma a Fidesz körül: Lázár János nyíltan reagált Magyar Péter terveire, és kijelentette, hogy nem tart a Tisza által meghirdetett Tisztítótűz programtól vagy az esetleges elszámoltatástól.
Ez az első számú fűszer az egészségesebb agyért, szívért és bélrendszerért a dietetikusok szerint
Nem véletlen, hogy a kurkumát évszázadok óta használják a konyhában és a hagyományos gyógyászatban is. A kutatások szerint hatóanyaga több területen is támogathatja a szervezet működését, de a megfelelő fogya
Huth Gergely: Ha megpróbálják elvitetni Orbán Viktort, százezrek fognak fellázadni
A Pesti Srácok felelős szerkesztője a Facebookon fenyegetőzött tömeges megmozdulással. A bejegyzést azután tette közzé, hogy felmerült Orbán Viktor gyanúsítotti kihallgatása az aranykonvoj-ügyben.
Michelle Wildként a leghíresebb magyar felnőttfilmes volt: így néz ki ma 46 évesen Vad Kati
Mutatjuk, hogy néz ki ma Vad Kati, akit régen mindenki Michelle Wildként ismert.
Mi az a syntribation? A kéz nélküli önkielégítési technika, amelyről egyre többet beszélnek
Bár a syntribation csak az utóbbi években kapott nevet, maga a technika egyáltalán nem új. Egyre többen beszélnek róla nyíltan, a szakértők szerint pedig természetes formája lehet az önkielégítésnek.
3 csillagjegy, akinek június utolsó hete óriási csodát tartogat
Június utolsó hete három csillagjegy számára különösen izgalmas fordulatokat tartogathat. Egy váratlan lehetőség, jó hír vagy fontos találkozás új irányt adhat a következő időszaknak.
Csak a holttestét találták meg az eltűnt szigetszentmiklósi kisfiúnak
Sajnos a kutatás szomorú véget ért.
Új megbízás vár Szoboszlaira, váratlan hír a kinevezéséről Livepoolban
Miközben két csapat is 80 millió euróért csábítja, hatalmas lehet a fordulat az átigazolási piacon.
A mi kis falunk sztárja padlóra került a szakítás után: Nagy Sanyi alig tudott színpadra állni
Szakítása után teljesen összetört Nagy Sanyi, egy színházi előadás előtt tört össze a színész.
- 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
