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
Mire jó az EEG-vizsgálat? Ezekben a betegségekben segíthet az agyi aktivitás mérése
Nem csak epilepszia gyanújakor van szükség erre a vizsgálatra.
Nagy visszhangot váltott ki a BYD Tang közúti „kényszerszülése”
Az eset az északkelet-kínai Senjang városában történt özönvízszerű esőzések és árvizek idején. Több videofelvétel jelent meg a...
Kós Hubert óriásit csatázott a franciák sztárjával, de végül a másik magyar ért oda a dobogóra
Bob Bowman tanítványai összecsaptak a vízben.
Kubatov Gábor elárulta, indul-e a Fradi elnöki posztjáért
2011 óta tölti be ezt a pozíciót.
Az értelmétől megfosztott fővárosi futballmeccsnek stílszerűen győztese sem lett
Az Újpest kihagyta a 21 éve nem látott esélyt, pedig az első fordulókban kritizált Szappanoson ezúttal semmi sem múlt.
BSW Matyi élő adásban árulta el az igazságot: ez van valójában közte és Nagy Bogi között
Pontot tett a találgatások végére BSW Matyi, aki a Sláger FM adásában reagált a személyét és Nagy Bogit érintő szerelmi pletykákra. A...
Még csak érik a minimálbérvita, de már egymásnak estek a munkaadók és a szakszervetek
Szeptemberben kerül napirendre a legkisebb keresetek következő évi emelése a hivatalos fórumokon, ám a munkaadók máris bedobták a...
Európa-bajnoki ezüstérmes lett Márton Richárd 200 méter pillangón
Az aranyérmet a francia Léon Marchand nyerte, Kós Hubert Kós Hubert 100-nál még elsőként fordult 53.32-vel.
A szeder indái a földön fekszenek? Így előzheted meg a sérülést és a betegséget
A földön heverő szederindák könnyen megsérülhetnek és megbetegedhetnek. Ismerd meg, hogyan kösd fel, ritkítsd és szellőztesd helyesen a...
Ismét az ukrán gabona nyomja le a régiós árakat? Megszólaltak a lengyel és román gazdaszervezetek
Kijev 220 millió eurót kérne gazdái támogatására, miközben Lengyelországban és Romániában ismét az ukrán gabonatranzit hatásait...
Augusztus legnagyobb fürdős bulija: itt a Harkányi Fürdőfesztivál programja
Négy nap, rengeteg koncert és persze egész napos fürdőzés.
Óriási változás az iskolákban, bejelentést tett az oktatási miniszter
A tankönyveket érinti a döntés.
Sport
Alexis Mac Allister döntött, négy topcsapattól volt ajánlata a Liverpool sztárjának
Az argentin világbajnok mindenkit meglepett.
Óriási fordulat Szoboszlaiéknál: Jeff Bezos milliárdokat tett le az asztalra a Liverpoolért
Páratlan milliárdoskonzorcium vásárolta be magát az angol gigászba: a Facebook-társalapító és az Amazon vezére is csatlakozott. Mutatjuk, mit jelent a rekordüzlet a csapat jövőjére nézve!
Csodagyerekért tett ajánlatot a Ferencváros, már el is fogadták az
Legalábbis egy bolíviai újságíró ezt állítja.
Kirobbanó formában a magyar klasszisok: Milák 50 gyorson, Kós 200 vegyesen tündökölt
Figyeljünk az 1500 gyorsra és a 200 pillangóra is!
Káosz a barátságos meccsen: az egyik csapat levonult a tizenegyesrúgásoknál, a másik üres kapura lőtte a tizenegyest
Gondolhatnánk, hogy valahol Dél-Amerika eldugott részén történt, de nem, két európai csapat meccse zárult így.
Neymar olyan gólpasszt adott, amilyet csak a legnagyobbak tudnak
A Santosban még mindig képes villogni Neymar.
3000 milliárd forintos hírt kapott Szoboszlai Dominik, lesz mit a tejbe aprítani
Az angol sajtó szerint az Amazon alapítója és társai nagyjából 30 százalékos tulajdont vettek meg a Fenwaytől.
A Real Madrid is le akarja igazolni az FC Barcelona kiszemeltjét
Az Atlético Madrid lehet a két nagy kakaskodásának a nyertese.
A szakértő szerint szemérmetlen csalással fosztották meg a magyar gyaloglót az Eb-éremtől
Válságban van a szakág.
Drámai módon bukta el az Eb-érmet a magyar atléta
Iszonyatosan nagy balszerencséje volt.
Tóth Balázs bravúros pontszerzéssel búcsúzhatott el a Blackburn Roverstől
A 93. percben egy kifogott büntetővel tehette volna még emlékezetesebbé a favorit elleni szezonrajtot.
Egy bírói döntés miatt az utolsó kilométeren bukta el az Eb-érmet a magyar atléta
Nagyon sokáig úgy tűnt, meglesz az érem, a legvégén azonban megbüntették a magyar atlétát.
Bulvár
Óriási hiba a hamvasztás? Döbbenetes dolgot mondott egy tudós, tényleg ez történik velünk a halál után?
Neil deGrasse Tyson tudja, mi történik a halálunk után.
„Lecsuktak. Isten Veletek.” - Schobert Norbit bezárták, kikerült az internetre a felvétel
Schobert Norbi vidáman vonult be.
Alig alakult meg a Tisza-kormány, máris megvan az első leváltott minisztériumi vezető
Alig alakult meg a Tisza-kormány, máris megvan az első személyi csere: lecserélték a Honvédelmi Minisztérium kabinetfőnökét. Részletek a tárca furcsa magyarázatáról!
Megérkezett Paksra a Mi Hazánk energiajogásza, aki szerint útját állták, majd keményen nekiment Magyar Péternek
Tóth Máté szerint 42 milliárdos kárt okozott a kormány.
Pokoli hetek várnak 1,5 millió magyarra: erre jobb, ha mindenki időben felkészül
A parlagfűszezon már elkezdődött Magyarországon, a pollenkoncentráció pedig több helyen elérte a tüneteket okozó szintet.
Pénzügyi életveszélyben az emberek – Nagyon sokan súlyosan megbánták, hogy a közösségi médiából kértek gazdasági tanácsot
Egy brit felmérés szerint a közösségi médiából pénzügyi tanácsot szerzők jelentős része veszteséget szenvedett, miközben a mesterséges intelligenciát is egyre többen használják pénzügyi kérdésekben.
Esténként öntözöd a paradicsomokat nyáron? Ezért veszíted el a termést
A legtöbben a rossz időjárást vagy a talajt okolják, pedig a hiba sokszor ott kezdődik, hogy este, amikor végre van idő kimenni a kertbe, jólesően végigpermetezzük a bokrokat a slaggal.
A 90-es években még minden háztartásban ott volt ez a tárgy: ma már az se használja, aki még nem dobta ki
Sokaknak természetes volt, másoknak luxus, de mára teljesen megy ki a divatból.
„Egy napot sem bírnék ki már élve a fogházban” - Börtönbe kell mennie a Kósa Lajost ismét feljelentő csengeri örökösnőnek
Nyolc év után idén júniusban végérvényesen lezárult a csengeri örökösnő szövevényes ügye, akit most hosszú idő után jogerősen is elítéltek – tudta meg a Blikk. Az első fokon hét év börtönt kapott asszon
Elsüllyedt a luxusjacht, amit néhány napja vett át a tulajdonosa
Videón is látható az oldalára dőlt, közel 3 milliárd forint értékű hajó
Teljesen leáll az OTP-nél a kártyás fizetés: ekkor ne próbáljon pénzt levenni
Digitális fejlesztések jönnek.
Klausmann Viktor 3. gyereke anyjával is szakított: 60 évesen így él a Szerencsekerék sztárja
Klausmann Viktor három gyermek büszke édesapja, legkisebb gyereke négyéves.
- 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
- Négy emeletes toronnyal is megújult a tatabányai könyvtár
- A tatabányaiak dönthetnek a különböző városi elismerések kiosztásáról
- Ideiglenes erdőlátogatási tilalmat rendeltek el Tatabányán és környékén
- A sportban is összefogtak a tatabányai leukémiás Horváth Márkért
- Figyelem! Látogatási tilalom a Szent Borbála Kórházban!
- Tatabányát is érintő menetrend változások lesznek a MÁV-nál
- Az M1-es autópályán augusztusig nehezebb lesz közlekedni felújítás miatt
- Ezért lesz hónapokig dugó Tatabányán
- Elindultak az M1-es autópálya Hegyeshalom felé vezető oldalán a teljes körű felújítási munkák
