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
Emlékszik még VV Leóra? Teljesen új életet él a Farm VIP győztese, elképesztő körülmények között dolgozik
Sokan nem nézték volna ki belőle.
Onkológus vagyok, és ezt a 2 fűszert soha nem teszem az ételbe! Mindenki imádja őket, de nálam tiltólistásak
A nyár a grillezés, a saláták, a szaftos falatok és a közös étkezések időszaka. Sokan el sem tudják képzelni a sült húsokat kedvenc...
A legegyszerűbb helyzetben is történhet súlyos baleset – ahogy az M4-es autóúton is történt
Hiába vezetsz szabályosan, ha valaki mögötted nem figyel.
Egy közpénzből működő pesterzsébeti lap még mindig a Fidesz nemzeti hitvallását népszerűsíti
Az Erzsébeti Napló nem érte el a változás szele. A Tisza-kormány megvizsgálja majd a közpénzfelhasználás szabályosságát.
Jelentősen drágul az üzemanyag Horvátországban
Jelentősen emelkedik az üzemanyagok ára keddtől Horvátországban, miután a kormány hétfői ülésén újabb két hétre meghosszabbította...
A Tate fivérek még két hétig biztosan börtönben maradnak
A hírhedt influenszerek a következő meghallgatásukig nem lehetnek szabadlábon, el akarják kerülni, hogy az USA kiadja őket az Egyesült...
Emiatt a szobaszám miatt tönkremehet a nyaralásod: ha ezekre a számokra végződik, azonnal kérj másikat!
Egy szállodai szoba első pillantásra tökéletesnek tűnhet, ám egy apró részlet előre jelezheti, hogy nyugodt pihenés helyett zajos...
Újabb dráma. Két hónappal a halálközeli élménye után ismét kórházba került a világsztár
Két hónapja az életéért küzdött, most ismét kórházba került a hétszeres olimpiai bajnok tornásznő.
Hétfő este érkezett: itt van Forsthoffer Ágnes nagy bejelentése a Sándor palotáról
Ismét megtörténik.
2050-re a vezető halálokká válhat napjaink egyik legsúlyosabb globális egészségügyi veszélye, de még nem késő cselekedni
Bár a fágterápia elve egyszerű – a vírusok elpusztítják a baktériumokat –, a gyakorlatban patikamérlegen mért precizitásra van...
Erre ügyelj júliusban, hogy a rozmaringod a tél után is egészséges legyen.
Sokan meglepődve tapasztalják, hogy rozmaringjuk a téli fagyokat nem éli túl, holott mediterrán növényként akár több telet is...
Sport
Marco Rossi nem kertelt: olyan silány volt a vb, hogy a magyar válogatottnak is ott lett volna a helye
Marco Rossi nem kertelt: a Hungaroringen mondta ki, miért járt volna alanyi jogon vb-hely a magyar válogatottnak a látott silány színvonal és a csoportkör meccsei alapján.
Búcsúzik a közmédia? A következő világbajnokságot már a Netflixen nézhetjük
Egyelőre megmenekült az M4 Sport, az NBI még maradt mindenkié. Mi lesz a foci-vb-vel 2030-ban?
Kiszivárgott Infantino levele – épp azután dicsérte Argentínát, hogy kitört a vb-döntő balhéja
Kiszivárgott egy levél, amelyben Gianni Infantino gratulált Argentínának a vb-ezüstéremhez, pedig a FIFA még vizsgálja a döntő utáni botrányos összetűzést.
Donald Trump harmadjára is elnök akar lenni, és a foci-vb-t újra Amerikába viszi
Az Egyesült Államok elnökének annyira megtetszett a világbajnokság, hogy már a dátumot is kinézte.
170 millió euróért vesz szupersztárt Szoboszlai Dominik mellé a Liverpool FC
Készülőben a nyár egyik legnagyobb üzlete.
Az FC Barcelona elküldené magyar légiósát, mégis számít rá a híres edző
Marco Rossi egyik új kedvence egy napon bemutatkozhat Lamine Yamalék között.
Magyar Péter magyarázatot adott a vasárnapi jelenetre, amin sokan elcsodálkoztak
A miniszterelnök röviden összefoglalta a lényeget.
Ingyen használja a Kovács Katalin Nemzeti Kajak-Kenu Akadémia a 70 milliárdos sukorói létesítményt
Kálnoki-Kiss Attila sportállamtitkár átvilágítást rendelt el az ügyben.
Magyar bajnok labdarúgó jelentette ki: nem igazol a Ferencvároshoz
Ez a hajó elment.
Nem fújja többé a sípot a 2026-os világbajnokság döntőjének játékvezetője
A spanyol–argentin finálé után rengeteg kritikát kapott.
A Terminátor berúgta az ajtót és tüzelt, a Videoton új tulajdonosára viszont várni kell
Korszakváltás előtt a háromszoros bajnok Vidi.
Két sztárját is kirakta a keretből a Bayern München
Erről a sportigazgató beszélt.
Bulvár
Magyar Péter vesztett a számháborúban, ijesztő számokkal jöttek ki Hann Endréék
A politikai hiba után zsugorodásba kezdett a Tisza Párt. Kihasználja ezt a Fidesz?
Elcsábított egy nő egy 16 éves fiatalt, majd videóra vette, hogy milyen szörnyűségeket műveltet vele
Legalább nyolcvan emberel kellett szexuális cselekményt végeznie a fiatalnak.
Halálos csapdában ülünk: Ha ezt csinálja a tévé előtt, az az életébe is kerülhet.
Sokan nem is sejtik, de egy mindennapi rutinunk az életünkre törhet: egy friss kutatás szerint ez a rossz szokás drasztikusan növeli a rák kockázatát.
Diónyi jéggel csaphat le a vihar: 7 vármegyére adtak ki riasztást
A Duna vonalától keletre egész nap heves viharokra lehet számítani, erős lesz a szél és akár jégeső is előfordulhat.
3 csillagjegy, akiknek a héten egy váratlan fordulat hoz szerencsét
Lehet, hogy pont akkor történik meg valami, amikor már teljesen lemondtál róla.
36 ezer magyar autósnak kell rendszámot cserélnie: pórul járhat, aki novemberig nem lép
Több tízezer autósnak novemberig kell intézkednie, ha nem akar büntetést a zöld rendszám kötelező cseréjének elmaradása miatt.
Szállodabirodalom omlik össze? Több helyen maradtak pénz nélkül dolgozók és vendégek
Kifizetetlen bérek és számlák, elmaradt közterhek és vissza nem térített foglalási díjak.
Lövöldözés volt egy budapesti gyorsétteremnél
Két férfi balhézott össze. Az egyik megvan, a másikat még keresik.
Radnai Márk gyönyörű barátnőjével: Délia olyan szép, mint egy modell
Radnai Márk barátnőjén ámul az internet, Délia olyan gyönyörű nő, akár egy modell.
Sonnevend meggyőzte az alkotmányügyi bizottságot, Schiffernek nem sikerült
A Tisza képviselői azt kifogásolták, hogy Schiffer pártpolitikus volt.
Hajdu János védőügyvédje kitálalt Orbán Viktorról: most az a kérdés, ki irányította valójában az ukrán pénzszállítók elleni akciót
Hampó Norbert szerint Orbán Viktor tusványosi kijelentései nem segítik, hanem nehezítik Hajdu János ügyének objektív büntetőjogi megítélését.
Áram nélkül marad rengeteg magyar háztartás: két vármegyében is üzemszünetek jönnek
Több tucat nógrádi és hevesi település órákra vagy akár napokra is áram nélkül maradhat. Érdemes előre felkészülni a tervezett áramszünetre.
- 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
