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
Megérkeztek a legfrissebb adatok a magyar gyerekek mentális egészségéről
Az október 10-i Mentális Egészség Világnapja idén is jó alkalom arra, hogy átgondoljuk, hogy vannak valójában a magyar gyerekek és...
Sallai Roland a kispadról nézte csapata vezetését, aztán a Barcelona percek alatt fordított és elhúzott.
Megtorpant a török lendület az érvénytelenített találat után A Galatasaray bátor letámadással kezdte a találkozót,...
Ha csekken fizeted az áram számlát, tudnod kell erről a változásról
Megérkezik a villanyszámla, előkerül a csekk, aztán irány a posta – sok háztartásban ma is így rendezik az áram díját. Az elmúlt...
Hiába kért rá nyolc év börtönt az ügyészség, Völner Pál fegyelmi ügyében váratlan lépésre szánta el magát a kamara
Elévülés miatt lezárt előzetes vizsgálat a Budapesti Ügyvédi Kamaránál A Budapesti Ügyvédi Kamara fegyelmi biztosa...
A novemberi nyugdíjat már így utalják
Van, aki a bankszámláját figyeli, más a postás érkezéséhez igazítja a bevásárlást. A nyugdíj kifizetésének módja a mindennapi...
A látáskutatás legnagyobb díját kapta meg a Semmelweis Egyetemmel is együttműködő dr. Roska Botond
A látás helyreállítását célzó optogenetikai terápia fejlesztésében elért eredményeiért vehette át az António Champalimaud Vision...
Aston Martin V12: a világ legerősebb sorozatgyártású orrmotoros autója
A mindössze 150 példányban készülő különleges modell a teljesítményt, a motorsport autóépítési filozófiáját és a digitális...
Magyar Péter megszólalt Baka András új jelöltjéről, a gyermekvédelmi törvényről és a fóliázásról
A miniszterelnök szerint a Fidesz és a Mi Hazánk olyat tett, amire nincs bocsánat.
Magyar Péter: Macron Budapestre jön október 23-án, már készül az új gyermekvédelmi törvény
A miniszterelnök a dolgozószobájában adott interjút.
Németh Balázs szerint Magyar Péter magához rendelte a házelnököt, Forsthoffer Ágnes kiakadt
Forsthoffer hosszú posztban reagált az ellenzéki képviselő róla szóló videójára.
Jön az ősz leglátványosabb csillaghullása, óránként akár 15 hullócsillagot is láthatunk
Október 21-ről 22-re virradó éjszaka tetőzik az év egyik leggyorsabb hullócsillagait produkáló meteorraja, az Orionida.
BL-kedd: Sallai visszatért a Barca ellen, a Bayern botlásánál csak az Interé volt nagyobb - eredmények
Willi Orbán (RB Leipzig) kezdőként, Sallai Roland (Galatasaray) csereként kapott helyet csapatában a keddi BL-ben, míg Gulácsi Péter - aki...
Sport
A szerény Cristiano Ronaldo nem fogta vissza magát: Én vagyok minden idők legjobb játékosa. Pont
Cristiano Ronaldo elmondta, hogy kire teszi a voksát a goat-vitában.
Lecsapott az UEFA: súlyos büntetést szabott ki a magyar válogatottra
Nem maradt következmények nélkül a magyar szurkolók cselekedetei.
Bajnokok Ligája: ezek a meccsek jönnek ma, akár 3 magyar válogatott játékosnak is szurkolhatsz
Kedden kilenc mérkőzést rendeznek a labdarúgó Bajnokok Ligája alapszakaszának második fordulójában.
Változott a magyar labdarúgó-válogatott Georgia elleni mérkőzésének helyszíne
Az eredetileg megjelölt aréna helyett körülbelül feleakkorában rendezik meg a találkozót.
Eszelős hajrá, három gól a 92. és a 100. perc között
Futballthriller a La Liga 8. fordulójának zárómeccsén.
Szoboszlai újabb vizsgálatokon esett át, kiderült, mennyire súlyos a sérülése
Újabb fejlemények érkeztek Szoboszlai Dominik állapotáról, miután sérülés miatt kérdésessé vált a szereplése. A magyar középpályás helyzete most tisztább lett, de a visszatérésének pontos időpontja továbbr
Fegyveres rablás áldozata lett otthonában Gulácsi Péter
Az incidens miatt nem lép pályára a Bajnokok Ligája-mérkőzésen.
Beolvasott az MLSZ-nek, borította a bilit a magyar válogatott labdarúgó
Nem érzi a megbecsültséget.
Rakétát lőttek ki a húszi lázadók Ronaldóék mérkőzésekor, pánikhangulat a stadionban
Már csak 19 gól hiányzik a bűvös ezerhez.
A Liverpool szurkolók ott ütöttek, ahol fáj: a győzelem ellenére nem lehet teljesen boldog a Manchester City
A Liverpool szurkolók ott ütöttek, ahol fáj: a győzelem ellenére nem lehet teljesen boldog a Manchester City! Súlyos rigmusok kísérték a rangadót a 114 vádpont miatti botrány árnyékában.
„Rossi csapágyasra járatta Szoboszlait” – Kirobbant az MLSZ-Liverpool vita, a szurkolók őrjöngenek
"A csapatkapitány ugyan komoly terhelést követően, ám sérülés nélkül tért vissza klubcsapatához." - üzente az MLSZ.
Hiába a Barcelona elképesztő fordítása, a show-t a Bayern München thrillere vitte el a Bajnokok Ligájában
Sallai Roland közel egy hónap után játszott újra.
Bulvár
Újabb orvosi vizsgálat kötelező szeptember 1-től: tízezreket érint évente
Szeptember óta újabb kötelező szűrővizsgálattal bővült a várandósgondozás. A veleszületett szifiliszbetegséget előznék meg vele.
Óriási spórolás jöhet: 1350 milliárd forintot nyerhet a kormány a 14. havi nyugdíjtételek befagyasztásával
Akár 1350 milliárd forintot is spórolhat a Tisza-kormány a következő négy évben, ha a 14. havi nyugdíjat a 25 százalékos szinten fagyasztja be a teljes bevezetés helyett.
Elképesztő képet rakott ki magáról Schmidt Mária, hogy beszóljon Magyar Péternek és Tarr Zoltánnak – Indul a „Napi Mari”
Új szerepben jelentkezik Schmidt Mária, a Terror Háza Múzeum korábbi főigazgatója, akit szeptemberben mentett fel tisztségéből Tarr Zoltán kulturális miniszter. A történész Facebook-bejegyzésében élesen bírálta
Ennyien nézték Orbán Viktort tegnap a Bayer Showban
Több mint 214 ezren követték átlagosan a HírTV Bayer Show című műsorának hétfő esti adását, amelyben Orbán Viktor volt miniszterelnök, a Fidesz elnöke volt a vendég. A Nielsen Közönségmérés adatai szerint az
Nagy bajban Orbán Viktorék: teljesen illegális a Fidesz feketelistája
Nagy bajban Orbán Viktorék: teljesen illegális a Fidesz feketelistája! A NAIH közleményben szögezte le, hogy a politikai célú listázás súlyosan sérti a GDPR-t.
Öt perccel azután, hogy megszavazták a gyermekvédelmi törvényt, feloldották a jogállamisági eljárást: 4,2 milliárd euró érkezhet
Brüsszel szerint már jogállam vagyunk, újabb 4,2 milliárd euró érkezhet hazánkba.
Felér egy gyomrossal a Tisza-kormány számára, amit most kimondtak a szakértők
Óriási összegek, de csak mérsékelt hatás? Erre jutottak a szakértők, amikor mérlegre tették az uniós forrásokat.
Elszabadultak az indulatok a parlamentben, miután egy tiszás állítólag azt kiabálta be, hogy „mocskos paraszt”
Rögtön bocsánatkérésre szólították fel a képviselőt.
17 órán át kínozták az utasokat a Rómába tartó repülőgépen
A Qantas egyik Perth-ből Rómába tartó repülőgépén 17 órán át kínozták az utasokat a fedélzeti ágyi poloskák csípései. A 17 órán át kínozták az utasokat a Rómába tartó repülőgépen bejegyzés először A
Ez lehet a 14. havi nyugdíj sorsa: bizonytalan helyzet állt elő, amit nem árt tisztázni
A következő időszak legfontosabb kérdése az lesz, hogy milyenek lesznek a költségvetési lehetőségek.
Leszálláshoz készültek a diákok, de a busz továbbgurult – ekkor vették észre, mi történt a sofőrrel - Videó
Már az ajtónál várták, hogy leszállhassanak, amikor az iskolabusz ismét megindult. A pennsylvaniai diákok hamar észrevették, hogy baj van: a sofőr rosszul lett, nekik kellett megállítaniuk a járművet.
- 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
