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
Meglepő számok érkeztek a baromfipiacról
Mi történt a csirke és a pulyka árával?
Visszatért a Reakció, és 10+1 pontban szedte össze az Orbán-kormány hibáit és bűneit
Korrupció és elhibázott gazdaságpolitika is szerepel a listán.
Honnan tudható, hogy hol tart a vesekő? Így változnak a tünetek, ahogy halad a kő
Itt fáj, amikor elindul a vesekő – és ezt érezheti, amikor már közel jár a hólyaghoz
Ingyen van, teljesen vegyszermentes, és leszedi a zsíros szennyeződést: így készül a házi tisztítószer borostyánból
Egyetlen fillérbe sem kerül, mégis könnyedén felveszi a harcot a makacs szennyeződésekkel.
Szeptembertől új közlekedési szabályokat figyelnek kamerákkal az utakon – Nem csupán a gyorshajtók retteghetnek
Szeptember 1-jétől három új közlekedési szabály betartását ellenőrizhetik kamerákkal az országban. Az eddigi szabályok mellé bekerül...
„Én azt hittem, elájulok” - hemzsegtek a kukacok férje testén a Jahn Ferenc kórházban, állítja egy asszony
Egy pestszentlőrinci asszony állítja, hogy férje testén kukacokat talált a Jahn Ferenc Kórházban, amire egy ápoló cinikusan reagált. A...
Elszabadult a pokol az országban: Mesterlövészt is be kellett vetni a lángoló pusztaságban!
Országszerte tombolnak a tüzek: Harminc hektár erdő égett le.
Így a legegyszerűbb online országbérletet venni – Néhány kattintás az egész, segítünk
Kétféleképpen is vásárolhatunk online Országbérletet, mindkettő néhány kattintás - mutatjuk a részleteket.
Olcsóbbá vált a gáz és az olaj, de még most is iszonyú drága
Bár a földgáz drágulása után szerényebb árfekvés jöhet, az aranyár tovább emelkedett a nap végére.
Geszler Dorottya az RTL-en folytatja: ebben a műsorban lesz látható
Geszler Dorottyára hamarosan olyan feladat vár, amilyenben eddig ritkán láthatták a nézők. Ezúttal nem a stúdióban kell helytállnia,...
Rendetlenség veszi körül? Így terhelheti észrevétlenül az agyát a vizuális káosz
Bizonyára Ön is észrevette már, hogy ha kupi van a lakásban, feszültebbé, ingerlékenyebbé válik. De vajon mi ennek az oka?
Hosszú idő után ismét 310 alatt a dollár
Mindhárom fő devizával szemben erősödött a forint kedden, a dollár pedig régóta nem látott lélektani határt tört át.
Sport
Eltűnt személyként körözi a rendőrség a korábbi 20-szoros magyar válogatott futballistát
Játékosként nemzetközi kupát nyert csapatával.
A magyar sport szégyene: az alelnök elveszi az esélyt a tehetséges kalapácsvetőtől, hogy ott legyen az év versenyén
A Dobó SE elnöke nemrég a Tisza Párt szavazóinak szólt be, most a klub vezetőedzője nem engedi indulni Szabados Ármint.
Gary Neville habzó szájjal kritizálta a Liverpool világsztárját
Megint szókimondó volt a szakértő.
Otthagyja a Liverpoolt, élete lehetőségét kapja Cody Gakpo
Közvetlen riválisnál köthet ki a holland.
Juhász Roland Buzsáky Ákos eltűnéséről: Reméljük, nem a legrosszabb történt
Megszólalt az eltűnt exfutballista korábbi csapattársa.
A Bayern eltanácsolta, Flick imádja: 5 dolog, amit nem tudtál a Barca új kedvencéről, Karim Adeyemiről
Balhés, gyors...
Még ma összejöhet a Liverpool FC álomigazolása
Hetek óta erre várnak a szurkolók.
A rendőrség eltűnt személyként körözi a 20-szoros magyar válogatott volt futballistát
Körözést adtak ki a visszavonult játékos ellen.
Már csapaton belül is tudják, Szoboszlai Dominik lesz a Liverpool kapitánya
Virgil van Dijkot kérdezték a magyar játékosról.
150 millió eurós igazolással sokkolná a piacot a Real Madrid
Az utolsó pillanatban is mindent megtesznek, hogy leigazolják a PSG sztárját.
Ronaldinho 46 évesen újra cipőt húz Olaszországban: „Nagyon jó lenne, ha megszerezném pályafutásom 300. gólját”
Ronaldinho 46 évesen visszatér a futballpályára. A világbajnok és Aranylabda-győztes brazil legenda az olasz harmadosztályú Ravenna FC csapatában játszik majd.
Szétszedik a Ferencvárost? Három újabb játékos távozhat
Soroljuk a neveket.
Bulvár
„Azt hittem, csak fáradt” – a nyaralás alatt jöttem rá, hogy a férjem unja a házasságunkat
Egy tihanyi nyaralás alatt egyetlen üzenetből derül ki, hogy a férjének viszonya lehet, és a házasságuk többé nem lehet olyan, mint azelőtt.
A könnyeivel küszködött Ruszin-Szendi Romulusz: 11 és 14 óra között az egész ország a pilótáért imádkozik
Ruszin-Szendi Romulusz a Retro Rádióban könnyeivel küzdve beszélt a lezuhant Gripen pilótájáról. 11 és 14 óra között gerincműtét vár a hős katonára.
Egyre nagyon a balhé – Már Szentkirályi Alexandra is vállalhatatlan botrányról beszél, miközben a jelöltek is üzentek, avagy tovább mélyül a közmédia-válság
Tovább éleződött a vita a Független Közmédia Testület tagjainak kiválasztása körül, miután a Tisza Párt kezdeményezésére elmaradt három szakmai jelölt parlamenti meghallgatása. Szentkirályi Alexandra botrányo
Szeptemberben örülhetnek a nyugdíjasok, ez az oka
A nyugdíjakat minden hónap 12. napján kell kézbesíteni, de ha ez munkaszüneti napra, vagy hétvégére esik, akkor korábban. Ez fog történni szeptemberben is, a nyugdíjasok már szeptember 11-én, pénteken hozzájutnak
Magyar Péter és Orbán Viktor együtt bulizták végig a nyarat, még egy zebra is előkerült? Őrületes poénvideó született, ilyen a politikai Másnaposok
Ha ma csak egy videót nézel meg, ez legyen az.
„Megtanulhatok együtt élni a fiam hiányával, de soha nem leszek már ugyanaz az ember”
Réka sokat gondolkodik a baleseten, és szeretné, ha tudatosulna az emberekben, hogy egy stabil értékrendre nevelt, megbízható tinédzser sincs feltétlenül biztonságban az utakon – sem utasként, sem sofőrként. A fiat
Így átalakíthatnák át a rezsicsökkentést - Holoda Attila interjú
A rezsicsökkentést nem szabad eltörölni, de feltétlenül át kellene alakítani. Egy ötös fokozatú skála alapján kellene megszabni, ki mennyit fizet – javasolja Holoda Attila energiaipari szakértő, aki a rezsicsökke
Felfoghatatlan tragédia követte a rutinvizsgálatot, a 41 éves anya mind a négy végtagját elveszítette
Rutinvizsgálatra érkezett, majd néhány hét alatt mindkét karját és lábát elveszítette. Az orvosok megmentették az életét, de ezért felfoghatatlan árat kellett fizetnie.
Magyar Péter rendkívüli bejelentése: „Az Orbán-rendszer valamennyi kedvezményezettjének innen üzenem”
Magyar Péter miniszterelnök újabb határozott üzenetet fogalmazott meg a Nemzeti Vagyonvisszaszerzési és Vagyonvédelmi Hivatallal kapcsolatban, és azt mondta, a Fidesz minden eszközzel megpróbálja akadályozni az intéz
Leszakad az ég ezekben a megyékben kedden: zivatar, villámlás és jégeső is jöhet
Nyolc vármegyére is kiadták az elsőfokú figyelmeztetést!
Döbbenetes magyarázatot adott a 16 éves fiú, aki megkötözte, és egy zsákban kihajította a beteg kutyáját a Hernád folyónál
Állítása szerint attól félt, hogy elkapnak valamilyen fertőzést a testvérei.
- 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
