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
Aggódnak Elon Musk személyisége miatt a befektetők: „Eltávolodott a valóságtól”
A milliárdos vezér táncra is perdült a Tesla texasi közgyűlésen, miután a részvényesek megszavazták neki a világ legnagyobb...
Oscar Piastri: Ma minden sokkal bonyolultabbnak tűnt
Oscar Piastri az első gyors körök után az élen állt a Sao Paulo-i Nagydíj időmérőjének döntő szakaszában, de végül a negyedik...
Vámos Petra legyőzte testvérét, a Metz öt góllal nyert Debrecenben
A Debrecen saját közönsége előtt 35-30-ra kikapott a két magyar játékossal felálló francia Metztől a női kézilabda Bajnokok Ligája...
A porig rombolt Manófalva alkotója segítséget kér
Pár nappal azután, hogy elkészült a budakalászi Manófalva, szinte teljesen szétverték. A hír óriási port kavart, sokan szerették volna,...
„Viccből indultam el” – négy arannyal robbant be az úszó ob-n
Eldőlt, ki volt a viadal két legjobb magyar úszója.
Váratlan dolog került elő egy autós üldözés után Pécsen
Nem véletlenül próbált egérutat nyerni a rendőrökkel szemben egy autós Pécsen. A közlekedési szabálytalanságból kirobbant üldözés...
Az orvos barátom elárulta: ennyi ideig kell télen szellőztetni, hogy friss levegő legyen a lakásban
Téli szellőztetés: Az egészség titka a friss levegőben rejlik!
Curtis és Marics Peti is felajánlotta, hogy elviszi bulizni Olíviát: ez az oka – videó
Kedl Olívia a Megasztár harmadik élő adásában nehéz feladatot kapott: Britney Spears Toxic című számával egy soha nem látott oldalát...
Erdő Péter bíboros fogadta Pető Attilát, a papi pedofília egyik legismertebb hazai áldozatát
Pető volt az első, aki arccal és névvel felvállalta, hogy egy magyar pap zaklatásának áldozata.
Szankciómentesség: nemzetközi források még mindig egy évet mondanak, Orbán Viktor cáfol
Reutersnek nyilatkozó fehér házi források továbbra is úgy tudják, hogy Magyarország csak egy évre kapott mentességet az orosz olaj- és...
Orbán Viktor: Magyarország veszély esetén pénzügyi mentőcsomagot kaphat az Egyesült Államoktól
A miniszterelnök a Washingtonból Budapestre tartó repülőjáraton állt a sajtó rendelkezésére.
Megasztár: Komoly vita alakult ki Marics Peti és Herceg Erika között
Egymásnak feszültek a zsűritagok.
Sport
Nyolcat lőtt az ETO, hozta a kötelezőt a Ferencváros, ikszelt a Honvéd, kikapott az Újpest
A Simple Női Liga 10. fordulójában címvédő és listavezető FTC Szegeden gyűjtötte be mindhárom pontot, az őket üldöző MTK az Újpest vendégeként nyert magabiztosan.
Eldőlt a Szoboszlai-Wirtz kérdés? Slot a nagy nyilvánosság előtt ismertette a tervét
A holland edző az újságíróknak mondta el, hogy hol számol a német játékossal.
Jürgen Klopp szívszorító üzenetet küldött Pep Guardiolának
A Manchester City menedzsere, Pep Guardiola edzői pályafutása során az 1000. mérkőzés küszöbén van. Jürgen Kopp, a Liverpool korábbi edzője üzent a katalán trénernek.
Az Újpest edzője az újabb vereség után: Azt hittem, ez működni fog a meccsen
Kiütéses győri sikerrel indult a labdarúgó Fizz Liga 13. fordulója, az ETO FC szombaton kora délután 3–0-ra nyert az Újpest FC otthonában. A találkozó után a két vezetőedző értékelte a látottakat az M4 Sportna
Most dől el Szoboszlai sorsa a Liverpoolnál, lecsaphat rá a Madrid vagy a City?
Vasárnap rangadó vár a Vörösökre a bajnokságban.
Premier League-topcsapatok versengenek a Barcelona fiatal csillagáért
A Barcelona tehetsége, Marc Casadó Európa három élklubjának figyelmét is felkeltette a téli átigazolási időszak közeledtével. Sajtóhírek szerint az Arsenal, a Chelsea és a Napoli is a kérők között van.
Szoboszlai ezzel lepte meg Kerkezt a születésnapján Liverpoolban – videó
Nagy nap volt november 7. Kerkez számára.
Minden oda lett? Verstappen előre leírta magát, a Red Bull is egyetértett vele
A Forma–1-es sprintidőmérő után Max Verstappen és Helmut Marko is rendkívül pesszimista volt Sao Pauló-i Nagydíj kapcsán.
Pécsi megint hiányzott a Liverpoolból, de feltűnt egy másik magyar kapus
Pécsi Ármin a Manchester City elleni felkészülésben segíti Szoboszlaiékat, Marco Rossi felfedezettje visszatért.
Egy meccsig tartott a feltámadás, az Újpest simán kikapott az ETO FC-től
A Fizz Liga 13. fordulója szombaton a Szusza Ferenc Stadionban indult, ahol mindenki arra volt kiváncsi, most melyik arcát mutatja majd a hazai lila-fehér gárda, amely legutóbb emberhátrányban is győzni tudott a Diósgyő
A németek rettegnek attól, hogy visszatér hozzájuk a Fradi ásza
A Liverpoollal Bajnokok Ligáját nyerő Naby Keita kölcsönszerződése a télen lejár.
Elek Gábor dühösen üzent a bravúrgyőzelem után, Katrine Lunde a jövőjéről beszélt lapunknak
Az Esztergom edzőjét az ölben levitt Szöllősi-Zácsik Szandra állapotáról is megkérdeztük, a 45 éves kapuslegenda újra vb-t nyerne.
Bulvár
Döbbenetes dolgot írnak Romániában az Orbán-Trump találkozóról, ezt így senki nem merte leírni
Komoly nemzetközi sajtóvisszhangot kapott a találkozó.
Holtan találták meg a gerincműtét után eltűnt szekszárdi főorvost
A 62 éves orvosnőt szombat délután találták meg Szeged közelében.
„Mást mond Moszkvában, mást Nyugaton” – kiakadt az orosz külügy
Moszkva emlékeztette Belgrádot a korábbi ígéretekre.
Elképesztő, ami Washingtonban történt Orbán Viktorral a találkozó után, a tévé nem adta már, kiszivárgott egy felvétel
Miután vége lett mindennek, utána még következett valami.
Vezető hír Moszkvában, hogy a Magyarországra tartó orosz energiaszállítmányok mentesülnek az amerikai szankciók alól
Az Oroszországból Magyarországra szállított energiatermékek a Török Áramlat és a Barátság (Druzsba) vezetékeken keresztül teljesen mentesülnek az amerikai szankciók alól – idézte Orbán Viktor szavait a Donald
A pincérek szerint roppant bunkó, ha ezt teszi egy vendég az étteremben
A felszolgálók nem igazán tudják elviselni, ha egy vendég így viselkedik egy helyen.
Erzsébet a halálos ágyán vallott be mindent Dianáról: megbánta, amit vele művelt
II. Erzsébet királynő nem sokkal a halála előtt mondta ki mindazt Dianáról, ami akkor még hosszú évek óta nyomta a lelkét.
Kiderült, mit kér Trump a Magyarországnak adott mentességért cserébe
Az amerikai nagykövetség érdekes részleteket közölt a pénteki Trump-Orbán megállapodásról.
Majdnem dráma történt a Fehér Házban, itt vannak a részletek a Trump–Orbán-találkozóról
A miniszterelnök elérte, amit akart.
Hidegzuhany: cáfolják Orbán Viktor egyik washingtoni bejelentését
A magyar miniszterelnök időkorlát nélküli mentességről beszélt az olaj- és gázszankciók esetében, egy fehér házi forrás ugyanakkor csak egy évről.
65 éves kor felett szinte kötelező fogyasztani ezeket az ételeket: súlyos betegségeket kerülhetsz el
Ezeket edd, és ezeket kerüld 65 éves kor felett.
Ha ezt látod az 50 forintoson, el ne költsd a boltban, vagyonokat érhet.
A gyűjtők sokat fizetnek az ilyen darabokért.
blogmorzsák
Hogyan vásároljunk tudatosan Black Friday alatt?
A kiemelt akciós időszakban elengedhetetlen, hogy a fogyasztók tudatosan és körültekintően mérlegeljék vásárlási döntéseiket.
Emlékek Krétáról
Hogyan próbáltam címet adni, összetett érzést kiváltó festményemnek...
- Csökkent a gázolaj ára
- Leszakadt egy vasúti felsővezeték Érdnél, jelentős késésekre kell számítani
- NAV: sok változást hoz a jövedéki szabályozásban az új törvény
- Tatabányát is érinti a vonatok késése
- Jótékonysági koncertet szerveznek a soproni gyerekeknek
- Elhunyt a 111 éves soproni Elza néni
- Idén összefogva tartja meg a jótékonysági Rotary-bált a soproni klub
- Ezekre az állásokra lehet jelentkezni Sopronban
- A soproni Gyógyközpontban látogatási tilalmat rendeltek el
- Soproniak figyelem! Eltűnt a 13 éves Richárd
- Megkezdődött az online jegyértékesítés a soproni Euroliga Final Four-ra
- Az E.ON nevével visszaélve téveszthetik meg a lakosságot
- Így úszható meg a hosszú várakozás a horvát autópálya-kapuknál
