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
Viharkárok Magyarországon: csúnya számokat közöltek a biztosítók
Idén 101 032 kárbejelentés érkezett a magyar biztosítókhoz a május 1-je és augusztus 31-e közötti viharok nyomán, ezekre 13 milliárd...
Kiadták a figyelmeztetést: Viharos széllökésekkel és jégesővel érkezik a hidegfront
Figyelmeztetést adtak ki Magyarország területére kedd éjfélig: egy hidegfront közeledik, amely zivatarokat, intenzív csapadékot és akár...
Jó hír a PSG-nek, felépült a kulcsember
A Paris Saint-Germain szélsője, Hvicsa Kvarachelia felépült sérüléséből a következő, szerdai megmérettetésre.
Rögtön történelmet írt a Bournemouth új igazolása
A 18 éves szerb középhátvéd, Veljko Milosavljevic nagyszerűen debütált a Bournemouth színeiben, mellyel azonnal beírta magát az angol...
Remekül tartja magát a forint
Még mindig 390 forint alatt van az euró.
Még a naptárainkba is beférkőzhetnek a hekkerek: így veheted észre
A hekkerek új, „naptáras” módszere megmutatta, mennyire könnyű kijátszani a biztonságunkat.
Királyi pompával fogadják a ma Nagy-Britanniába érkező Donald Trumpot
A brit uralkodó történelmi horderejű második állami látogatásra invitálta az amerikai elnököt és feleségét.
Megint üzent Magyarországnak is az amerikai külügyminiszter
Marco Rubio csalódottan nyilatkozott az ukrajnai háború lehetséges végéről, úgy véli: a háború csak rosszabbá válhat, ha a jelenlegi...
Kirakják a kamarából, akinek még mindig nincs építőipari felelősségbiztosítása
Január óta kötelező felelősségbiztosítást kell kötniük az építőipari kivitelezőknek, de sokan még most sem léptek. Csaknem 26 ezer...
Panellakók miatt áll a bál a Barcelona futballcsapatánál, óriási a feszültség
Míg a kilátogató nézők több száz eurót fizettek a Barcelona meccséért, addig jó páran ingyen nézték meg a találkozót.
Súlyos döntést hozott Sallai Roland miatt a Galatasaray edzője, 30 millió euró a tét
A török sajtó azt visszhangozza, hogy a magyar futballista miatt váratlan húzásra készül Okan Buruk.
Tóth Vera a Megasztárról: A mostanit egyenesen szégyellem és kikérem magamnak
Éles kritikát fogalmazott meg a műsorral szemben, melyben a húga, Tóth Gabi is ítészkedik.
Sport
Januárban véget érhet Alexander-Arnold madridi kalandja
Trent Alexander-Arnold szombaton is csereként szállt be 9 percre a Real Sociedad ellen idegenben megnyert meccsen. Előtte kezdő volt a Mallorca elleni... Read More... A Januárban véget érhet Alexander-Arnold madridi kalandj
Súlyos balhé robbant ki a Debrecen NB I-es futballcsapatánál?
Meglepő hírek érkeztek a bajnokságban harmadik helyen álló csapat környékéről.
Onana volt a baj? Az MU kegyvesztett kapusa rögtön az első meccsén tündökölt
André Onana játékának nagyon úgy néz ki, hogy jót tett a környezetváltozás, hiszen annak ellenére is megkapta a meccs embere díjat, hogy a Trabzonspor 1–0-ra kikapott a Fenerbahce ellen.
Meghalt az a focista, aki akkor is nyugodt maradt, amikor füstölni kezdett alatta a szovjetek repülőgépe
A 71 éves korában elhunyt Juha Dahlund tűzoltóként dolgozott, így akkor sem esett pánikba, amikor a moszkvai olimpián füstölni kezdett alatta egy repülőgép.
A Barcelona játékosai zuhanyzás nélkül távoztak a stadionból
A Barcelona labdarúgócsapata mindössze 6000 néző előtt verte 6–0-ra a Valenciát, majd a mérkőzés utáni videók tanulsága alapján zuhanyzás nélkül távoztak a Johan Cruyff Stadionból.
Ex-FIFA játékvezető nekiment Michael Olivernek a Liverpool–Burnley után
A Liverpool győzelme Burnley ellen nem múlt el vita nélkül. Keith Hackett, a korábbi FIFA-bíró és Pgmol főnök élesen bírálta Michael Olivert, amiért Lesley Ugochukwu kemény belépőjét csak sárga lappal büntette.
„Az erőszak legyőzte a sportot” – forrong Spanyolország a Vuelta befutójának eltörlése miatt
A miniszterelnök a tüntetők mellé állt, a madridi polgármester a kormányfőt okolja a történtekért.
Meghökkentő liverpooli vélemény Szoboszlai és Florian Wirtz kapcsolatáról
A helyi lap szerint a magyar középpályás nem volt képes arra, amire a német igen.
Örökre a hegyekben marad az olimpiai bajnok sportoló holtteste
Végakaratában is nyilatkozott erről.
Az Újpest edzője a kupakiesés után: Mély gödörbe kerültünk
Damir Krznar, az Újpest labdarúgócsapatának trénere szerint a KTE elleni kupakiesés egy arculcsapásként ér fel.
Hivatalos: visszavonul a francia világbajnok
Samuel Umtiti, a 2018-as világbajnok francia labdarúgó, aki megfordult a Lyon, a Barcelona, a Lille és a Lecce csapatában is, hétfőn megerősítette visszavonulását. A 31 éves középhátvédet már korábban is látták
A Honvéddal az élen összefogtak az NB II-es csapatok, ha már az MLSZ kizárja őket
Komoly ellenállás körvonalazódik a másodosztály erődemonstrációjával.
Bulvár
300 ezer forintos bírságot kaphatsz, ha nem töltöd ki ezt a kérdőívet: csak 15 napja van az érintetteknek
Fontos figyelmeztetést adott ki a NAV.
"Visszavonom a két ünnepnap eltörlését" - mondta a kormányfő
Visszavonta a hét elején kinevezett új francia miniszterelnök, Sébastien Lecornu az elődje által a költségvetési hiány csökkentése érdekében tervezett két ünnepnap eltörlését, és kezet nyújtott a baloldalnak.
Kardigán az új blézer: ezt a fazont válaszd őszre
A puha és kényelmes kardigán most a legdivatosabb alapdarab.
Nem akárki tűnt fel Hatvanpusztánál repülővel, a videó kikerült az internetre is
Érdekes felvételek születtek az ország leghíresebb mezőgazdasági területéről.
Dobrev Klára hosszú göndör hajjal felismerhetetlen: mintha nem is ő lenne a friss képeken
Dobrev Klára fantasztikusan néz ki hosszabb, göndör hajjal a friss képein.
Megérkezett Orbán Viktor válasza a svéd kormányfőnek, szerinte a barbarizmus vert gyökeret Svédországban
A miniszterelnök szerint a skandináv ország jelenleg éppen összeomlik.
Kimondta az egyik NATO-vezető: tényleg elkerülhetetlen a háború, nincs már remény?
Radosław Sikorski lengyel külügyminiszter szerint Oroszország vészesen közeledik a NATO 5. cikkelyének aktiválásához szükséges határvonalhoz.
Nagy a baj - a nyugdíjas élelmiszer-utalványok kézbesítéséről van szó
A nyugdíjas élelmiszer-utalványok kézbesítése szeptember 1-jén kezdődött meg, ám sajnos nem mindenki jut majd hozzá időben a támogatáshoz.
Szokatlan dolog történik a 30 ezer forintos nyugdíjas utalványokkal, rengetegen ezt teszik vele
Sokan meglepődtek a mostanra milliós nagyságrendű összeg láttán, az egész országban egyedül itt csinálják ezt.
Svéd miniszterelnök: Orbán Viktor „felháborító hazugságokat” terjeszt
Ulf Kristersson úgy látja, a magyar kormányfő a közeledő választások miatt kétségbe van esve. Ezért mondhatta, hogy Svédország már nem civilizált ország, hanem a barbarizmus uralja.
Elfelejtheted a szemüveget: egy új szemcsepp drámai mértékben javítja a látást
Naponta kétszer kell használni a szemcseppet, ami jelentősen javítja a látást.
300 ezer forintos bírságot kaphat, aki 15 napon belül nem válaszol a NAV kérdőívére
A Nemzeti Adó- és Vámhivatal (NAV) hétfőn újabb adategyeztetési kampányt indít az online számlaadatok és az áfabevallások eltéréseinek tisztázására.
blogmorzsák
Hogyan született Anglia?
Sokan tudják, hogy hosszú ideig kelta törzsek éltek a mai Anglia területén - és az is közismert, hogy a rómaiak is évszázadokig uralták e földet.
Derült égből dróneső
Ha hagyjuk, mindenképpen ők adhatják az első nagy pofont, és ez nagyon komoly előnyt biztosít számukra.
Molnár Ferenc: színház a színházban – A testőr
A döntés mindenképpen a hölgyeké, akkor is, ha látszólag van választásunk.
- 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!
- Önkénteseket és ideiglenes befogadókat keresnek a Szegedi Cicamentők
- Szombaton hat helyszínen lesz Retro Véradás
- Lezárásokra, forgalomkorlátozásokra kell készülni ma és holnap Budapesten
