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 új Pókember-film 10 nap alatt többet keresett, mint a legutóbbi három Marvel-film együttvéve
A Pókember: Vadonatúj nap mindössze tíz nap alatt több bevételt hozott, mint a legutóbbi három Marvel-film együttvéve.
Többfrontos küzdelem a szellemi hanyatlás kockázatának csökkentésére
A szellemi frissesség megőrzését sokan egyetlen megoldástól várják: egy vitamintól, egy új alkalmazástól, egy edzésformától vagy...
Letartóztatták a férfit, aki a gyanú szerint Magyarországra csalt egy 15 éves dán lányt – a Trustban a bizalom a csapda
Ideiglenes átadási letartóztatásba került a 15 éves dán lány ügyének magyar gyanúsítottja. A Trust az online bizalom manipulációs...
Másnaposság elleni készítmények: mi működik és mi az átverés?
Egy kapszula lefekvés előtt, egy tapasz a karra vagy egy vitaminshot ébredés után – valóban létezik egyszerű megoldás a másnaposságra?
Mi kerüljön a letermett paradicsom helyére? Nem mindegy, mi kerül a komposztba
Paradicsom után nem mindegy, mit dobsz a komposztba és hogy készíted elő az ágyást! Mutatjuk, mire figyelj, hogy a következő szezonod is...
Augusztus végén 10 új epizóddal tér vissza az egyik legérdekesebb sorozat
Augusztus 28-án indul a Sötét anyag második évada az Apple TV kínálatában, Joel Edgerton főszereplésével.
Új nyugdíjcsomag a Tisza Párttól akár 795 milliárd forintba is kerülhet
Jelentős nyugdíjemelést, évente akár 200 ezer forintos támogatást és több tízezer új idősotthoni férőhelyet ígér a Tisza Párt. A...
26 évesen meghalt a népszerű influenszer: aggasztó TikTok-videója után találtak rá
Tragikus halála megrázta a közösségi médiát.
Újabb igazolás az ATV-nél: a köztévé népszerű műsorvezetője csatlakozik a csatornához
Új műsorvezetővel erősít az ATV: szeptembertől Varga Edit vezeti az esti Híradót.
Gyorsabban ment ötvennél, 210 ezer forintja bánja - itt mértek be közel 1600 autóst
Az elmúlt héten a megengedett sebességhatárokat regisztráltan 1584-en lépték át Bács-Kiskun megyében. A szabálytalankodóknak legalább...
Napfogyatkozásban mutatja meg mesterműveit a Prado
A fény változásával a festmények is átalakulnak: különleges vizuális kísérlettel készül a Prado a teljes napfogyatkozásra.
Az aszály áll a 35. debreceni Farmer-Expo középpontjában
Az aszály lesz az egyik fő témája a 35. Farmer-Expo Nemzetközi Mezőgazdasági és Élelmiszeripari Szakkiállításnak, amelyet augusztus...
Sport
Kiárusíthatják a Fradit, 500 millióért távozhat a magyar válogatott kedvenc
Gruber Zsombor lehet a következő, akiből pénzt tudnak csinálni a ferencvárosiak.
Az UEFA a FIFA után a VAR-t is ledozerolja - Visszatérés a hagyományos futballhoz?
Az európai foci-szövetség ráunt, hogy nemcsak a FIFA, de a gyűlölt VAR is tönkreteszi a futballt.
Szoboszlai Dominik súlyos dologról vallott, még mindig a Jota-trauma dolgozik bennük
A Liverpool magyar szupersztárját egy ír lap idézte, a csapat még nem dolgozta fel a tragédiát.
A Manchester City vinné az FC Barcelona fiatal csillagát
Tommy Marqués került az angolok látókörébe.
Szoboszlai Dominik Top10-es játékos a Premier League-ben
Sőt, a középpályások között az ötödik helyen áll egy különleges listán a Liverpool és a magyar válogatott sztárja.
A világ egyik leggazdagabb és legbefo-lyásosabb embere lehet a Liverpool új résztulajdonosa
A futballtörténelem egyik legtöbb pénzt megmozgató üzlete van készülőben.
José Mourinho új sztárja felrobbantotta az edzést: megalázta a 60 milliós védőt
Selejtnek hitték Skóciában, most a Real Madrid legdrágább sztárja lett
Világbajnokot igazolna az FC Barcelona Ronald Araújo távozása után
Laporta célpontja Laporte.
Egy spanyol újságíró térfigyelő kamerákkal próbálta követni, hogy éppen hol jár a Barca kiszemeltje
Szinte már semmin nem lehet meglepődni, ha a spanyolországi átigazolási időszakot nézzük, de ezen azért nekünk sikerült.
Bődületes országos csúcs: Halász Bence Európa-bajnok.
Utcahosszal verte a mezőnyt a kalapácsvetés döntőjében.
A ravasz húzás: kiderült, miért nem tett ajánlatot a Liverpool Bradley Barcoláért
Az Anfielden meg akarják várni, hogy a PSG magától vigye le a francia klasszis árát.
Túl sok gólt szerez Erling Haaland, ezért nem lehet a Manchester City csapatkapitánya
Megindokolta döntését a csapat edzője.
Bulvár
A sürgősségi osztály egyre több „avokádós kézről” számolt be
Egyre többen kerülnek kórházba avokádó szeletelése közben szerzett sérülésekkel. Sok esetben műtétre is szükség van. A A sürgősségi osztály egyre több „avokádós kézről” számolt be bejegyzés először
A cigányok egyre pofátlanabbak, a Tisza frakcióvezetője szörnyeteg a Mi Hazánk politikusa szerint
Ábrahám Barnabás a roma holokausztról szóló parlamenti megemlékezés miatt támadta a Tisza politikusait.
Kiderült az igazság a fideszes képviselők eskübakijáról, nem Magyar Péter zavarta őket
Palóc André és Hortay Olivér megmagyarázta miért bakiztak, csak az nem éppen úgy történt.
Elindult az országos körözés, az RTL telefonvonalai csak úgy izzanak, a magyarokon múlik ki kerül a rácsok mögé
Az RTL ismét útjára engedi a reality műsorok fenevadját, a kereskedelmi televíziózás vérdíjas ámokfutását, meglepetés pedig akadt bőven.
„Ne akarj apukád lenni” - Kóbor Léna bikiniben jelentette be, rögtön brutálisan nekiestek az emberek
Keményen beszóltak Kóbor Lénának.
Búcsúlevelet írt a gyermekeinek egy esztergomi anya, majd felgyújtotta magát, ő túlélte a tűzvészt, de a 16 éves lánya meghalt
A 40 éves nő és élettársa súlyos sérüléseket szenvedett. Az ügyészség 12 év 6 hónap fegyházbüntetést kért az asszonyra.
Megvan a dátum: ekkor érkezik az országos eső, ami véget vethet a hőségnek
Egy hosszabb távú meteorológiai számítás szerint augusztus 17–18. körül országos csapadékot hozó frontrendszer érkezhet Magyarországra. T. S. Eliot A puszta országában is a közelgő eső ígérete töri meg a kis
A legmagasabb fokú figyelmeztetést adták ki, kegyetlen hőség jön
Kedden újabb fokozatba kapcsol a hőség, az ország egyes részeire már kiadték a figyelmeztetést.
Kiárusíthatják a Fradit, 500 millióért távozhat a magyar válogatott kedvenc
Gruber Zsombor lehet a következő, akiből pénzt tudnak csinálni a ferencvárosiak.
Zivatarok csapnak le ezekre a megyékre kedden: az egész országra kiadták a riasztást
Változatos időjárás vár az országra augusztus 11-én.
„Ő 59, én 56” – Erős Antónia szokatlan fotót posztolt, hollywoodi világsztárral vetette össze magát
Erős Antónia kendőzetlenül őszinte posztban hasonlította össze magát Halle Berryvel, fontos üzenetet megfogalmazva minden nő számára.
Csendes gyulladás a bélben – 7 fizikai jel, hogy a szervezeted folyamatosan küzd valami ellen
A csendes gyulladás, amit könnyű reggeli fáradtságra, stresszre vagy egyszerű öregedésre fogni, miközben valójában a bélrendszer folyamatosan dolgozik valami ellen, amit nem sikerül legyőznie.
- 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
