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
Már most megkongatták a vészharangokat Brazília miatt a vb-n – ez nagyon kevés
Vinícius Jr látványos góllal egyenlített Marokkó ellen, ám Brazília játéka csalódást keltett.
„Élete utolsó perceiben meghalt” – érettségi aranyköpések Jocó bácsi gyűjtésében
A szóbeli érettségik izgalmában, és a tanév végéhez közeledve tanárokra, diákokra, szülőkre, mindannyiunkra ránk fér egy kis nevetés.
Ez a zöldség védi a hasnyálmirigyet, és annyi vasat tartalmaz, mint a hú - Rendszeresen kell fogyasztani
A kelkáposzta valójában egy igazi szuperélelmiszer, amelyet méltatlanul mellőznek a konyhákban. Pedig ez a káposztafélék családjába...
Ősi DNS kutatás fedte fel, kik éltek együtt Pannóniában a magyar honfoglalás előtt
Jóval a magyar honfoglalás előtt is mozgalmas és sokszínű terület volt a Kárpát-medence. Egy frissen megjelent kutatás több mint 300...
A válságálló cégek lettek a befektetők új kedvencei
A következő időszakban várhatóan tovább erősödik a jól előkészített tranzakciók szerepe.
Három év alatt harmadszor rongálták meg a dunavecsei Mária-szobrot
Harmadik alkalommal rongálták meg a dunavecsei településen található Mária-szobrot.
Az olaszok csak 35 fok felett kapcsolják be a klímát: ezt az egyszerű trükköt használják helyette
A nyár idén különösen kemény lehet.
Máris bukott a világbajnokság főesélyese, Szoboszlai haverja kevés volt a brazil sikerhez
A Real Madrid sztárja igyekezett, de egy Vinícius még nem csinál nyarat.
Jürgen Klopp újabb jogos kritikát fogalmazott meg a futball-vb-vel kapcsolatban
A világbajnokságon szakértőként dolgozó Jürgen Klopp szavaira ismét érdemes figyelni.
Hét autós dolog, ami örökre eltűnhet: Önnek is hiányozni fognak?
Néhány évvel ezelőtt még elképzelhetetlennek tűnt, hogy a hagyományos slusszkulcs, a kézifékkar vagy akár a sebességváltó kar...
Last minute Balaton - hajmeresztő manőver az autópályán
Az utolsó pillanatban gondolta meg magát a sofőr.
Óriási hazugságot terjesztenek Donald Trumpról, méghozzá a füle kapcsán
Hamisnak bizonyult az a közösségi médiában terjedő képernyőkép, amely szerint Donald Trump amerikai elnök azért szakította félbe...
Sport
Otthagyja a Ferencvárost a csapat alapembere, szenzációs esélyt kap
Franciaországba hívják.
Földrengés a Real Madridnál: távozik Vinícius Júnior?
Még mindig nem hosszabbította meg a szerződését.
Szemtanú a szovjet stábból: „Most hallom először, hogy megmérgeztük volna Détáriékat Irapuatóban”
Sándor István ott volt Lobanovszkij mester mellett, neki tudnia kellett volna a merényletről.
Lewandowski repülőre szállt, ide igazolhat az FC Barcelona után
Személyesen nézi meg a lehetséges új klubját.
Végre topcsapatok is bemutatkoznak, jön a vb eddigi legsűrűbb napja
Jön a világbajnokság eddigi legjobban várt napja.
Távozik a Ferencváros második legértékesebb játékosa – hivatalos
Bejelentés a zöld-fehérek honlapján.
Súlyos csapás érte az angolokat, ellopták egy csomó értékes cuccukat
Kellemetlen ügy nehezíti Anglia világbajnoki rajtját.
Berobbant a világbajnokságon a védő, már vinné is a Liverpool FC
Féltucat csapat figyeli a teljesítményét.
Lázonganak a szurkolók a foci-vb-n, már most sokan gyűlölik ezt az újítást
Attól tartanak, hogy megtörik a játék ritmusa és ezzel együtt a futballélmény.
A verekedés most elmaradt, de így is földbe döngölte az Egyesült Államok Paraguayt
Álomszerűen kezdett a társházigazda, 4–1-re győztek szombat hajnalban.
Meglopták az angol válogatottat amerikában, eltűntek a sztárjátékosok cipői
Az angolok lábbelijei mellett több más felszerelésnek is lába kélt.
Horror a vb-n: oszlásnak indult holttestet találtak az egyik válogatott edzőközpontja mellett
Arra lettek figyelmesek, hogy elviselhetetlen szag terjeng egy autóból.
Bulvár
Varga Judit máris reagált arra, hogy Orbán Viktor a bántalmazással kapcsolatban felemlegette őt
Rövid üzenetet küldött a korábbi igazságügyi miniszter.
Nem vicc: akár a szomszéd is feljelenthet, ha ezt a növényt ülteted a kertedbe
Sokan azt gondolják, hogy a saját kertjükben azt ültetnek, amit csak szeretnének. A valóság azonban ennél jóval bonyolultabb. Vannak olyan növények, amelyek komoly konfliktusokat okozhatnak a környéken, és akár hat
A magyar énekes füzetben vezette, kikkel feküdt le: képeket is tartogatott a nőkről
Császár Előd az FLM megalakulásáig 32 hölgyet hódított meg, vélhetően ez a szám megsokszorozódott, miután befutott.
Pontos dátumot közöltek, eddig fog tartani a forróság idén nyáron Magyarországon
Most még hidegfront, aztán berobban a nyári kánikula és heteken keresztül 35-40 fokot fogunk mérni.
Megtört a lojalitás lánca: Zárug Péter Farkas szerint ezért hagyták magára Orbán Viktort a milliárdosai
Az elemző szerint a Fidesz gazdasági hátországának támogatása a választási vereség után elapadt. A konfliktus oka, hogy a lojalitás a hatalmi pozíción alapult, és mivel a remény elveszett Orbán Viktor visszatéré
Nagy bejelentést tett Magyar Péter
Szerinte újabb nagy lépést tettek a kárpátaljai magyarok nyelvhasználati, oktatási, kulturális és politikai jogainak garantálásáért.
Itt van Ruszin-Szendi Romulusz reakciója a súlyos Vitnyéd-ügyre
Ruszin-Szendi Romulusz honvédelmi miniszter is reagált a szombat reggeli rendkívüli sajtótájékoztatón elhangzottakra.
24 órán belül megszülethet a történelmi megállapodás – hatalmas bejelentés van úton
Pakisztán miniszterelnöke szerint akár már a következő 24 órában megszülethet az Egyesült Államok és Irán közötti békemegállapodás, amit a felek hosszú tárgyalási folyamat után véglegesíthetnek.
Hadüzenettel felérő beszólást kapott Vidnyánszky Atila, ő lesz a következő áldozata a kormányváltásnak?
Kemény üzenetet kapott Vidnyánszky Attila.
A magyarok kétharmada szed ilyen kap-szulát: megdöbbentő eredmények érkeztek
Az Inspira Research által készített reprezentatív kutatásból kiderült, hogy a magyar lakosság 68%-a szed táplálékkiegészítőt, közülük minden második ember rendszeresen, elsősorban preventív céllal.
Horn Gábor: Magyar Péter nagyon érzi, Orbán Viktor pedig menjen el inkább asztalosnak
Az elemző szerint amit Orbán Viktor kínál a sajátjainak, „az maga a halál”.
Friss elemzés: Komoly hibákat vétett a Tisza-kormány, ennek még ára lesz
A Political Capital elemzése szerint a Tisza-kormány több vitatott lépést is tett, például a parlamenti szabályok fellazításával. Bár a népszerűségük töretlen, a hibáknak később politikai következménye lesz.
- 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
