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
Ötven százalékos növekedést tervez a KIA az évtized végéig Európában
Ehhez a gyártási kapacitások növelésére van szükség - jelezte Nagy Norbert, a KIA Motors Hungary elnöke, példaként említve az egyesült...
Elhervadt a szegfű, így lett a kormányzó erőből a választáson el sem induló párt
Arra a kérdésre kerestük a választ, hogy mi vezetett a hanyatláshoz.
Megadták magukat a katonák, mégis agyonlőtték őket
Több orosz katonát ítéltek el hasonló bűncselekmények miatt.
Óriási menetelést mutatott be a K-pop démonvadászok az animációs filmek Oscar-gáláján
Az Annie nem annyira ismert, mint az Oscar, de akik animációban utaznak, azok számára a Nemzetközi Animációs Filmszövetség Los Angeles-i...
Hevesi Tamás megmutatta új kedvenceit – fotó
Hevesi Tamás örömhírről számolt be követőinek. Az énekes és felesége, Hevesi Krisztina otthona immáron két tündéri kutyakölyökkel...
Meghalt Angster Mária pszichoterapeuta, a családállítás hazai úttörője
A pszichológus honosította meg itthon a Hellinger-módszert is.
Megint nagy a baj a NASA holdrakétájával
Az előkészületek során olyan problémát találtak, ami miatt újra csúszik az Artemis-2 misszió.
Erre vártak a Liverpool-szurkolók: nagy hír érkezett Szoboszlai Dominikról
A magyar sztár letöltötte egymeccses eltiltását, melyet a Manchester City elleni mérkőzés hajrájában kapott piros lapja vont maga után.
Teljes titokban ment férjhez Koós Réka: Bálinttal 11 éve alkotnak egy párt
Az esküvőre még novemberben került sor.
Időjárás: jövő héten olyasmi jöhet, ami már régen volt
Hétfőn és kedden is megdörrenhet az ég: a HungaroMet szerint napokon belül kialakulhat 2026 első zivatara Magyarországon.
Feketén-fehéren látszik, mi menthetné meg, de már kettészakadt az Európai Unió
Az európai versenyképességi lemaradás mögött valóban az innováció hiánya áll? Egy friss bizottsági tanulmány szerint a válasz igen...
Úgy fortyog a jég Grönland alatt, mint a láva – a felfedezés átírhatja a tengerszint-emelkedésről szóló jóslatokat
Ez az új mechanizmus alapjaiban változtathatja meg a jégolvadásról szóló eddigi előrejelzéseket.
Sport
Mentő vitte el a magyar válogatott futballistát, klubja üzent a brutalitás után
Azonnal piros lapot kapott a holland kapus, videón a magyar játékos sokkoló sérülése.
Mutatunk egy bikinis videót az olimpia a legszexibb versenyzőjéről
Jutta Leerdam fürdőruhában. Szívesen.
Tizenöt éve nem látott Real Madrid-vereség, Vinícius Júnior ismét főszereplővé tette magát
Az ellenfél videóbírós tizenegyessel szerzett vezetést, a 90. percben dőlt el a spanyol bajnoki.
Csodát tett a Fradi, de ez sem volt elég a BL-bravúrhoz
A zöld-fehérek azt elérték, hogy nem a Debrecennel találkoznak a BL-rájátszásban.
A Liverpool újabb magyar válogatottat akar leigazolni
Angol források szerint nyáron rámegy egy újabb magyar válogatottra a Liverpool.
Belebikázott a saját tizenhatosán, aztán Puskás-díjra és Benny Hill-showra is esélyes gól lett belőle
Nyolcvan méterről ritkán sikerül, főleg, hogy nem is állt a védő szándékában.
Sallai Roland megkapta a magáét, a törökök kispadra ültetnék a Galata kudarca után
Végre nem jobbhátvéd volt, hanem támadó feladatokat kapott, de ez nem jött be a török sajtó szerint.
Szokatlan VAR-döntés segítette Újpesten a DVTK-t, de így sem tudott pontot szerezni
A lila-fehérek már 3–0-ra is vezettek, végül mégis csak 2–1-re nyertek...
A hazaárulással vádolt páros viheti a magyar zászlót az olimpiai záróünnepségen
Nekik köszönhető, hogy nem szakadt meg Magyarország 2006 óta tartó sorozata.
A veresége után már nem a Fradi az esélyesebb a továbbjutásra
A statisztikai mutatókkal foglalkozó szakoldal szerint már nem a Ferencváros az esélyesebb.
Ilyen botrány még nem volt az olimpián, Izrael a saját csapatát zárta ki
Megvezették a hatóságokat, az egyik sportoló azt állította, hogy beteg, de kiderült, hogy hazudott.
A magyarokat rasszistának bélyegző Vincent Kompany az NB I-ből kapott leckét
Az Újpest Suriname-i csatára reagált a Bayern München vezetőedzőjének botrányos szavaira.
Bulvár
Magyar Péter: Összepakoltak a fideszesek, pánik van a Karmelitában
Országos politikai fordulat hangulatáról és példátlan mozgósításról beszélt Magyar Péter egy budapesti kampányeseményen. A Tisza Párt vezetője szerint nemcsak Budapesten és a megyei jogú városokban, hanem a legk
Újabb mélyütést vitt be a Fidesznek Molnár Áron, ez a kampányidőszak legnagyobb meglepetése
Mindenkit meglepetésként ért a színész lépése.
27 percig volt halott egy nő, felfedte, mi van a túlvilágon - Döbbenetes, mit látott
Tina csodával határos módon épült fel szívinfarktusából, miután pedig magához tért a kómából, azonnal felfedte, mit látott a másik oldalon, miután meghalt.
Óriási változás minden élelmiszerboltban, tilos lesz ezentúl így árulni a termékeket, a magyarok kedvencéről van szó
Komoly változás lépett életbe a hazai boltokban.
Mentő vitte el a magyar válogatott futballistát, klubja üzent a brutalitás után
Azonnal piros lapot kapott a holland kapus, videón a magyar játékos sokkoló sérülése.
Sebességkorlátozás: 150 km/óra az autópályán
Egy olyan időszakban, amikor számos európai ország a sebességkorlátozások mellett dönt a szennyezés, az üzemanyag-fogyasztás és a balesetek csökkentése érdekében, a Cseh Köztársaság előállt egy kísérleti pro
Kegyetlen pofon a pártközpontnak, a képviselő darabokra szedte a Fidesz választási matekját, szerinte ez a bukásukat okozza
A politikai elemzők és a választók figyelme egyaránt az országos eseményekre szegeződik, hiszen már csak 49 nap van hátra a sorsdöntő szavazásig.
Komolyabb földrengés volt Magyarországon, nagy volt a riadalom kora délután
Szombaton 13 óra 44 perckor 4,35-ös magnitúdójú földrengés keletkezett a szlovák-magyar határ térségében – tájékoztatott a Kövesligethy Radó Szeizmológiai Obszervatórium.
Az évtized botránya érik az erotikusra sikerült film miatt, csak találgatni lehet mi történik
Pletykák, rajongói teóriák és egy klasszikus szerelmi történet: az új Üvöltő szelek-adaptáció már a bemutató előtt felkorbácsolta az indulatokat, és nem csak a film miatt.
Itt a bejelentés: megvan, hol folytatja Krug Emília az ATV után
Októberi távozása óta sokan találgatták, hol folytatja pályafutását Krug Emília az ATV-ből való kilépést követően. Mostanáig kellett várni a válaszra.
Ukrajna olyan lépésre szánta el magát, amit Magyarország már nem hagyhat szó nélkül
Itt vannak az ukrán lépés gazdasági következményei.
Súlyos az állapota Erdő Péternek, a fél ország imádkozik érte
Erdő Péter bíboros hetek óta rosszul volt, és több sürgős műtéti beavatkozást kellett végrehajtani rajta. A hírek szerint korához és betegségéhez képest a bíboros kielégítő állapotban van, jelenleg nincs él
- Csökkent a gázolaj ára
- Leszakadt egy vasúti felsővezeték Érdnél, jelentős késésekre kell számítani
- NAV: sok változást hoz a jövedéki szabályozásban az új törvény
- 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
- Két hétvégén is változik a vonatok közlekedési rendje
