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
Szívesen lenne gonosz a Sztárban Sztár All Stars versenyzője, Veréb Tomi
Sokszor skatulyázták be az évek során Veréb Tamást korábbi hős szerelmes szerepei miatt a jó fiú szerepébe, ám sorra rácáfol erre a...
Szoboszlaiék tönkretennék a futball korszakos zsenijének népünnepélyét
Kerkez Milosba páros lábbal álltak bele a Liverpool szurkolói a vasárnapi rangadó előtt.
Ezt gondolja Brüsszel az Orbán–Trump-találkozón létrejött energiamegállapodásról
Az Európai Bizottság a Portfolio.hu hírportálnak válaszolva jelezte, hogy az új magyar–amerikai megállapodás nem befolyásolja az EB...
Magyar Péter interjút adott, szerinte Vlagyimir Putyin beavatkozik a kampányába
A Financial Times kérdezte a Tisza Párt elnökét.
Formálódik a megállapodás a bulinegyed kiválásáról
Soproni Tamás is népszavazást kezdeményezne a Belső-Erzsébetváros befogadásáról.
Mit jelent, ha valaki állandóan mobiltelefonnal a kezében jön-megy? Ezt gondolják a pszichológusok
A mobiltelefonok olyannyira beépültek mindennapi életünkbe, hogy lassan fel sem tűnik, ha valaki séta közben sem teszi el. Pedig sokat...
Védi az AI-t az Amazon főnöke: semmi köze az elbocsátásokhoz. Más a cégnél azt mondja: dehogynem
Egymásnak ellentmondó értékelések érkeznek az Amazonnál tapasztalható, és mostanság ismét fellángoló elbocsátási hullámmal...
Mégis mi történt a királyi családban? Az egyik legfontosabb személy nem jelent meg a megemlékezésen
Te tudod, mit szimbolizálnak azok a pipacs kitűzők, melyeket minden novemberben kiszúrhatsz a brit királyi család tagjainak mellkasán? Na...
A kismamák érzelmi betegsége: D-MER
A diszfóriás tejleadó reflex (angol elnevezéséből adódó betűszóval élve D-MER) egy olyan probléma, mely nagyon megnehezíti az...
Isaszegen halálra gázolt egy embert a vonat
Isaszegnél elgázolt egy embert a vonat vasárnap délelőtt. A nő a helyszínen meghalt. A baleseti helyszínelés miatt meghosszabbodhat a...
Dodor motoros rovata a Blikkben: Harley-Davidson Pan America 1250 ST teszt
Olyan, mintha sodrófával kötnél pulóvert – erről szól a Harley-Davidson Pan America, az amerikai gyártótól elsőre teljesen idegennek...
Holtan találták meg a három hete eltűnt férfit Szombathelyen
Szombathelyen, a Puskás Tivadar utca környékén, egy bezárt gyárépület területén találták meg annak a férfinak a holttestét, akit...
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.
Nem kókler, hanem zseni: Bognár György megint fityiszt mutatott az őt kritizálóknak
A Paks mestere újfent olyat húzott, amire kevesen képesek az NB I-ben, egy 17 éves srác pedig a mennybe ment a Kisvárda legyőzését követően.
Újabb súlyos nemi botrány, ezúttal egy röplabdázó került borzalmas helyzetbe
A 32 éves brazil Nayara Ferreira olyan helyzetbe került, amit sosem gondolt volna.
Messi a Galatasarayhoz szerződik, de előbb vágott két parádés gólt a Cincinnatinek
Ilyen talpas kötényt még nem látott a futballvilág!
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
Kovács Zoltán döntött a DVTK edzőjének jövőjéről
Ahogy arról korábban beszámoltunk, a ZTE kétgólos győzelmet aratott a Diósgyőr ellen. Kovács Zoltán, a DVTK sportigazgatója pedig a zalaegerszegi mérkőzést követően elmondta, hogy a stabilitást mindig előnyben r
Ez a nő egy szörnyeteg: korbáccsal verte tanítványait a román olimpiai érmes tornaedző
A most kipattant újabb botrány mutatja meg igazán, milyen brutális dolgok zajlottak a román tornasportban.
Luis Díaz az év, de lehet, hogy az évszázad gólját lőtte
Megcsúfolta a fizika törvényeit.
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.
Hihetetlen összeomlás Szegeden, hatgólos előnyről kaptak ki a Tisza-partiak a Veszprémtől
Az utolsó támadással dőlt el a mérkőzés.
Miután öt gólt kapott a Kisvárda, az edző újra az MLSZ-t szidta
Révész Attila most sem ment a szomszédba néhány meghökkentő mondatért.
Bulvár
Holtan találták meg a gerincműtét után eltűnt szekszárdi főorvost
A 62 éves orvosnőt szombat délután találták meg Szeged közelében.
Kikerült egy lesifotó a Fehér Házból, Orbán Viktort döbbenetes dolog fogadta, ez kimaradt mindenhonnan
Mutattak egy képet, amelyet kevés helyen mutattak be.
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.
A szakemberek is csak lesnek. Olyan időjárás jön december 24-én, amire két évtizede nem volt példa
A meteorológusoknak is elállt a szava – megérkezett a nagy téli előrejelzés, és most minden kiderült.
„100 százalékban álhírek” – Trump sajtótitkára keményen nekiment a BBC-nek
Karoline Leavitt szerint a brit közszolgálati média „mindig tönkreteszi a napját”.
Ne dőlj be: ha így szólítanak meg telefonon, az 99%-ban csapda
A csalók gyakran ugyanazzal a mondattal nyitnak telefonban. Ha ezt hallod, szinte biztos, hogy átverés kezdődik. Tudd, hogyan ismerd fel és védd meg magad.
„Véletlenül ráült az ajtó kilincsre” – Orvosok, mi a legsokkolóbb „baleset” történetetek?
Bizonyos betegek állapota még a dokikat is meglepi.
37 esztendősen dobta el magától az életet az énekesnő, miután szerelme meghalt: két kisgyereket hagyott hátra
Mindy McCready egy rendkívül tehetséges énekesnő volt, ám az őt ért traumák egyszerűen felemésztették, mígnem végzetes lépésre szánta el magát.
Jövőre már nem csak a sofőrt, az ittas utast is büntethetik
A szlovák kormány jóváhagyta a közúti közlekedésről szóló törvény módosítását, amely új, szigorúbb szabályokat vezet be az alkohol- és drogfogyasztásra.
Közleményt adott ki az amerikai-magyar tárgyalásokról az amerikai külügy, de valami hányzik belőle
Közzétették, miben állapodtak meg. A dokumentumból az derül ki, hogy Magyarország 1500 millió dollárnyi vállalást tett.
Ez a gyümölcs a vércukorszintet és a vérnyomást is csökkenti
A „fekete arany” segíthet a vércukorszint és a vérnyomás csökkentésében, valamint támogatja a bélflóra egyensúlyát.
Elismerte a fideszes propagandista, hogy napokkal korábban tudott a Tisza-adatbázisból készült térképről
Rácz András posztja alatt.
blogmorzsák
Az U-2 sztori
A híres hírhedt kém/felderítő repülőgép története.
Ponta de São Lourenço – Madeira vad arca
Ponta de São Lourenço – Madeira másik arca: vörös sziklák, mélykék tenger és végtelen horizont
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
- Borzasztó lesz utazni vonattal a Budapest-Pécs vonalon
- Elindultak az M1-es autópálya Hegyeshalom felé vezető oldalán a teljes körű felújítási munkák
- 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
- Itt számíthatnak torlódásra június 11-től
- Díjmentes a visszaút a Győrkőcfesztiválról
- Továbbra is folytatódnak a munkálatok az M1-es autópályán
