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.
hirdetés
 |
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
Döbbenetes összeget tartanának vissza a gigavállalatok: ezen a banális hibán bukhat el a kontinens jövője
Mario Draghi, az Európai Központi Bank korábbi elnöke már a csúcstalálkozó előtt arra figyelmeztetett, hogy Európában évente mintegy...
Feszültség és ünneplés a Budapest Pride-on: Karácsony Gergely beszédet mondott, a rendőrségnek is közbe kellett lépnie
A visszanyert szabadság és a visszakövetelt demokrácia részvételt, és ezáltal mindannyiunk felelősségét jelenti - jelentette ki a...
„Kulcskérdés a jövő energiaellátásában” – Kapitány István fontos bejelentést tett, létrejött a megállapodás
Magyarország részesévé vált annak a háromoldalú megállapodásnak, amely 22 uniós tagállam, több európai uniós intézmény és iparági...
Kapitány István: 22 tagállammal közösen építünk európai energiatárolókat
22 tagállam összesen 45 GW tárolói kapacitás létrehozását vállalta 2026 és 2028 között: ebből Magyarország 700 MW új tárolói...
Riasztó Europol-jelentés: 400 ezer gengszter hálózza be Európát
Drámai képet fest az Europol friss jelentése az európai szervezett bűnözésről: a legveszélyesebb hálózatokhoz immár 400 ezer gengszter...
Szigetszentmiklósi tragédia: Nem merték elmondani az anyának, hogy meghalt a kisfia
Az apa elmondása szerint az édesanya a mosdóba ment ki, ekkor szökött el a kisfiú. Egy hónapja költöztek Szigetszentmiklósra, nem is...
1600 tagú nemzetközi mentőcsapattal keresik a venezuelai földrengések áldozatait
Már több mint 1400-an haltak meg a fővárost és környékét ért katasztrófában.
Három embert állítottak elő a rendőrök Budapest Pride-on
Két férfival szemben garázdaság, eggyel szemben közerkölcs megsértése miatt indult eljárás.
Kétszer is lelőtték ugyanazt az amerikai vadászpilótát az iráni háború során
Egy amerikai pilóta egy hónapon belül baráti tűz és iráni rakéta miatt is katapultálni kényszerült.
Újabb topcsapat jelentkezett be a ZTE keresett játékosáért - sajtóhír
Lapértesülések szerint a Trabzonspor érdeklődik a ZTE 19 éves nigériai középhátvédje, Akpe Victory iránt, és állítólag már...
Két gyerek és két felnött meghalt a 3-as főúton történt frontális karambolban
Két gyermek és két felnőtt meghalt, egy gyermeket és egy felnőttet újraélesztés után életveszélyes állapotban vittek kórházba a...
Ha azt hinnénk, hogy csak Magyarország folyik szét ebben az időben...
Az európai hőhullám a hétvégén Németországban, Dániában és Csehországban is hőmérsékleti rekordokkal járt, zavarokat okozott a...
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.
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.
Szexi szurkolókban is erős a foci-vb – Itt megnézheted legcsinosabb drukkereket
Mostani összeállításunkban nem a pályán történtekre koncentrálunk.
Szenzáció a vb-n, a Zöld-foki Köztársaság veretlenül jutott tovább a csoportjából
Fernando Muslera kapitális hibája után a kétszeres győztes Uruguay kiesett.
A Manchester United nagy dobása: a Real Madrid világsztárja az Old Traffordra tart
Michael Carrick egyre közelebb kerül ahhoz, hogy együtt dolgozzon Aurelien Tchouaménivel.
Az Arsenal nagy dobása: 70 millió eurós ajánlat a brazil szupersztárért
A Newcastle Unitedet ennek ellenére még nem sikerült meggyőzni.
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.
Átigazolás: Julián Álvarez „ámokfutása” még az FC Barcelona szurkolót is meglepte
Az Atlético Madrid csatára szóba sem áll más csapatokkal. A katalánokhoz akar igazolni.
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.
NB I-es felkészülés: Fordulatos meccsen győzelemmel debütált az új edző a Honvéd kispadján - videó
A Kispest-Honvéd FC 2-1-re legyőzte a Kisvárdát első nyári felkészülési mérkőzésén a Bozsik Arénában.
Dembélé egy félidő alatt elintézte a norvégokat, Szenegál kiütötte Irakot
Dembélé mesterhármassal zárta a csoportkört a Haaland nélkül felálló Norvégia ellen.
Király Gábor csapata feljutott, de a Haladás egyértelmű üzenetet küldött
A Király SE története során először jutott fel az NB III-ba, így a következő idényben már a Haladás ellen is pályára léphet.
Bulvár
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.
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
„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.
Ezért szakított valójában Horváth Éva a párjával
Horváth Éva először beszélt őszintén a szakítás okáról: a baleset után végleg külön utakra sodródtak gyermekei apjával. A Ezért szakított valójában Horváth Éva a párjával bejegyzés először Acnews-én je
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.
Számon kérte a Fidesz a Tisza-kormányt, követelik, hogy fizessék ki az előző kormány által ígért támogatást
Magyar Péter azt mondja, a kabinet nem tud fedezet nélküli ígéreteket teljesíteni.
Új megbízás vár Szoboszlaira, váratlan hír a kinevezéséről Livepoolban
Miközben két csapat is 80 millió euróért csábítja, hatalmas lehet a fordulat az átigazolási piacon.
- Csökkent a gázolaj ára
- Leszakadt egy vasúti felsővezeték Érdnél, jelentős késésekre kell számítani
- NAV: sok változást hoz a jövedéki szabályozásban az új törvény
- Ruhagyűjtést szerveztek a rászorulóknak Veszprémben
- Teherautó borult fel Veszprém megyében
- Megújult utakon járhatunk Veszprém megyében
- Toborzás Veszprém megyében
- Ezek a kutyusok várnak szerető gazdira Veszprém megyében
- 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
