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
A Loch Ness-i tó titkai: majdnem 100 éve látták először a szörnyet
A Loch Ness-i szörny legendája 1933-ban vált világhírűvé, amikor szemtanúk egy ismeretlen lényről számoltak be egy skót tóban. Azóta...
Menesztették Kovács Zoltánt a Nimród Vadászújság éléről, nem fogadta jól a hírt
A már nem Semjén Zsolt által elnökölt Országos Magyar Vadászati Védegylet és a Vadászkamara közös ülésen döntött a volt kormány...
Modernkori ÁVH-t emleget Havasi Bertalan, miután többeket őrizetbe vettek az NKA-ügyben
A Fidesz azzal vádolja a Tiszát, hogy pártirányítás alá vonták a rendőrséget és az ügyészséget.
Nemzetközi emberi jogi díjat kapott Iványi Gábor
A török emberi jogi aktivistáról, Ebru Timtikről elnevezett elismerést vehette át a metodista lelkész.
Átmeneti vízhiány fenyegeti ezt a magyar várost: szigorú korlátozást rendeltek el
Másodfokú vízkorlátozás lépett életbe.
NKA-botrány: egyre több pénz csorog vissza az államkasszába
További 100 milliókat fizethettek vissza a Nemzeti Kulturális Alaphoz (NKA), amivel a 17 milliárd forintból közel 2,16 milliárd kerülhetett...
Vb: Még vége sincs Ronaldo meccsének, de már történelmet írt - videó
Cristiano Ronaldo gólt szerzett Portugália Üzbegisztán elleni csoportmérkőzésén Houstonban, ezzel az első labdarúgó lett, aki hat...
A Fidesz szerint a modernkori ÁVH megvalósulása az, hogy Bús Balázsékat őrizetbe vették az NKA-botrány miatt
Az ellenzéki párt szerint világos bizonyítéka ez annak, hogy a Tisza pártirányítás alá vonta a rendőrséget és az ügyészséget.
Tetőtől talpig kristályokban ragyogott Charlène hercegné: sosem viselt ilyen bámulatos ruhát
Kétség sem fér hozzá, hogy Charlène hercegné volt a leggyönyörűbb az idei Monte-Carló-i Televíziós Fesztivál záróünnepségén –...
V4-ek Gödöllőn: mostantól minden EU-csúcs előtt összebeszél a négy tagállam
Sűrű, de gyümölcsöző tanácskozást tartottak Gödöllőn a V4-ek kormányfői, megállapodtak, hogy minden EU-csúcs előtt összeülnek,...
Vízkorlátozás lépett életbe, kevesebb medence üzemel a Kehida Termálban
Zala megye egyes részein súlyos vízhiány alakult ki, emiatt a gazdálkodó szervezeteknek is spórolniuk kell a közműhálózati vízzel. Ez...
Kínai autómárkák Európában: már nem exportálnak, hanem helyet foglalnak az asztalnál
Néhány évvel ezelőtt az európai autóipar még viszonylag nyugodtan figyelhette a kínai gyártók terjeszkedését. Az akkori várakozások...
Sport
Kubatov Gábor döntött, tucatnyi játékosát küldi el a Ferencváros
Soroljuk a lehetséges neveket.
Ezért látsz ennyi rózsaszín cipős focistát a világbajnokságon
Nem véletlenül.
Mbappéékat az özönvíz sem tudta megállítani, a franciák embertelen körülmények között is behúzták a győzelmet
Szűk 40 percnyi futball után leszakadt az ég Philadelphiában, két órát állt a játék, de a Real klasszisát ez sem zökkentette ki.
Csoda a foci-vb-n, megtört a magyar bajnokság 40 éves átka
Ma hajnalban véget ért a magyar bajnokság szörnyű sorozata a világbajnokságon, itt vannak a részletek.
Szenzációs húzás, 220 millió euróért válthat klubot Michael Olise
A Bayern München húzás egyértelmű üzenet a Real Madridnak és a Liverpoolnak.
Haaland megállíthatatlan volt a New Jersey-i éjszakában, Szenegál megint elkövette ugyanazt a hibát
Ezúttal nem csak képletesen kell érteni, hogy a stadion is beleremegett a szurkolásba...
Történelmi búcsú: Utoljára láthatjuk pályán a vb-k kultikus kapusát
Ochoa védi a mexikói kaput az utolsó csoportmeccsén.
120 millió eurós csúcsigazolással sokkolná a piacot a Bayern München
Vincnet Kompany a Bundesliga egyik legjobb középpályását akarja.
Átigazolási szuperbomba, Luis Enrique, a PSG és a Liverpool is harcba száll a világ futballjának új csodagyerekéért, 100 millió euró sem lesz elég
! A mindössze 19 éves Yan Diomandé iránt Luis Enrique PSG-je és a Liverpool is komoly érdeklődést mutat, miközben az RB Leipzig még egy 100 millió eurós ajánlatnál is többre tartja a villámgyors elefántcsontparti
Alexis Mac Allister klubváltása a címlapon, élete lehetőségét kaphatja a Liverpool sztárja
A Real Madrid lehet az argentin világbajnok következő csapata.
Gyermeke születik: Hazautazott a vb-ről a belga válogatott kulcsembere
Családi okok miatt elhagyta a belga válogatottat a Manchester City sztárja.
Hatalmas meglepetés, hol ülhet le a kispadra Pep Guardiola
Komoly váltás a karrierjében.
Bulvár
Orbán Viktorék titokban 5000 milliárd elköltésére hatalmazták fel magukat, ennek pedig csak a negyede menne a 4iG-ra
Még a választások előtt, az Orbán Viktor vezette Védelmi Tanács kezdeményezésére, kivonták a magyar GDP közel 6 százalékát érintő állami beszerzéseket a nyílt közbeszerzési eljárások hatálya alól. Az ügy
Lemond és távozik egy fideszes politikus
De állítása szerint nem az elszámoltatás miatt.
Egy 26 éves őrmester nemi szervei összezsugorodtak és eltorzultak egy népszerű hajhullás elleni gyógyszertől
Komoly árat fizetett a dús haj reményében.
Nemzeti „vagyonkezelés”: több sebből vérzik a két és fél milliárd forintos kölcsön, vádat emelt az ügyészség
A Bács-Kiskun Vármegyei Főügyészség különösen jelentős vagyoni hátrányt okozó hűtlen kezelés bűntette miatt hat vádlottal szemben emelt vádat egy állami cég két és fél milliárd forintos kölcsöne kapcsán
Hét év után kitálalt Kulcsár Edina, most mindent bevallott
Összeszedte a bátorságát Kulcsár Edina és mindent elmondott.
Hatalmas pofon a nyugdíj előtt álló nőknek: szigorodnak a szabályok
Így változott a nyugdíj előtti álláskeresési segély.
Melltartó nélkül vonult végig Monacón Mia Khalifa, mindenki őt nézte
A figyelem középpontjába került az egykori felnőtt filmes.
A fejfájás vagy menstruáció csak kifogás? Nem akármilyen diáklányt keresett egy kaposfői étterem
„Nem állás, hanem lehetőség”.
Repülő koporsó: több utas összeesett az 56 fokos hőségben
Pokoli hőség uralkodott egy Antalyába tartó gépen: 56 fokot mértek a fedélzeten, többen rosszul lettek és összeestek. A Repülő koporsó: több utas összeesett az 56 fokos hőségben bejegyzés először Acnews-én jel
Magyar Péter: Nem fogják Rogán Antal vagy Orbán Viktor helyett elvinni a balhét az alacsonyabb szinten lévők
A miniszterelnök szerint a Tisztítótűz-művelet során az alacsonyabb szinten érintettek nem fogják a vezetők helyett vállalni a felelősséget. Úgy véli, ezek az emberek vádalkut köthetnek, mert nem akarnak börtönbe
Elképesztő szörnyűség a Gödöllő melletti óvodában: Sokkot kaptak a szülők, miután kiderült, mit tett az óvónő a síró kislánnyal
Hivatalosan is vádat emelt az ügyészség egy Pest vármegyei óvodapedagógus ellen, aki a vád szerint brutális és megalázó módon fegyelmezett meg egy ötéves gyermeket. A kislány zokogását megelégelő nő olyan mód
Felállva tapsoltak a képviselők, miután megszavazták a Tisza eddigi legnagyobb javaslatcsomagját
Ezzel hoznák haza az uniós forrásokat.
- 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
- Győrben is adományoztak a rászorulóknak
- Most Ön is segíthet a győri értelmi sérült gyerekeken!
- Győrnél az M1-es felhajtónál ütközött két kocsi az M85-ös körforgalomban
- Tilos látogatni a győri kardiológiát bizonytalan ideig
- Eltűnt a 15 éves győri fiú, Bence
- Toborzás az Egészség-Piacon, Győrben
- 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
