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
Magyarok is utaztak a Szlovákiában felborult buszon
Dobronya belterületén borult oldalára a busz, kilencen megsérültek.
Ez már nem figyelmeztetés: demográfiai tornádó tart Magyarország felé
A népességfogyás csendben és végzetesen írja át Magyarország jövőjét.
Itt a hivatalos bejelentés az olajkitermelésről
Ahogy a Reuters már értesülésként megírta, az OPEC+ vasárnap be is jelentette, hogy júniusban napi 188 ezer hordóval növeli az...
Árpa Attila megszólalt az NKA-botrányról: "Várjuk Zsülike filmjét, popcorn bekészítve"
Az úgynevezett NKA-botrány a napokban robbant ki, miután kiderült, hogy a Nemzeti Kulturális Alap vitatott körülmények között, összesen...
Magyar Péter is felszólal a Magyar Tudományos Akadémia 200. közgyűlésén, egyik leendő minisztere is vele tart
Holnap délelőtt.
Visszahozzák a V8-asokat a Forma–1-be – már azt is lehet tudni, hogy mikor
A Nemzetközi Automobil Szövetség (FIA) elnöke bejelentette: ha akarják a gyártók, ha nem, újra V8-as motorok lesznek a Forma–1-ben.
Nem egy jelenet a Westworld-ből, ez a mai valóság Amerikában
Egyre gyorsuló tempóban készülnek a humanoidok nemcsak egy, hanem több gyárban is.
Te is illegálisan gyűjtöd a pénzt, ha így vezeted a bankszámládat
Egy hétköznapi bankszámla-mozgatás is komoly következményekkel járhat, ha nem veszed figyelembe ezt az apróságot.
Magyar Péter is beszédet mond az akadémia 200. közgyűlésének díszünnepségén
Magyar Péter leendő miniszterelnök, a Tisza Párt elnöke is beszédet mond a Magyar Tudományos Akadémia (MTA) 200. közgyűlésének...
Ez a néma betegség a felnőttek 40 százalékát érinti
Mutatjuk, hogyan lehet megelőzni.
Magyar Péter beszédet mond a Magyar Tudományos Akadémia 200. közgyűlésének ünnepségén
Jelen lesz Tanács Zoltán leendő tudományos-technológiai miniszter is.
Saját minisztere sem tud mindent Magyar Péter terveiről – Alakul a Parlament előtti buli programja
Mindenkit szeretettel várnak május 9-én egy egész napos rendszerváltó népünnepélyre a főváros szívében, a Kossuth téren és a...
Sport
Változott a Miami Nagydíj kezdési időpontja, a rajtsorrend is átalakul az időmérő után
Egy Q3-ba jutott pilóta kizárást érő szabálytalanságot követett el, a startot előrehozták.
Megnyerte a madridi tornát, nem fogott kezet orosz riválisával, majd cigánykerekezett az ukrán teniszező
Marta Kosztyuk karrierje legnagyobb sikerét aratta a spanyol fővárosban.
Kiütéssel nyert az ETO, a Fradi helyzete egyre reménytelenebb
A Győr óriási lépést tett a bajnoki cím megszerzésének irányába.
Egy lökésre volt a vb-döntőtől, de mit művelt a kezével?. Szerinte sem érdemelte volna meg
Döntő frémes csatában alakult ki a sznúker-világbajnokság fináléjának párosítása.
Három gól a hajrában, a Barcelona nem követte a Real Madrid példáját
Eldőlt, hogy már az El Clásico előtt bajnokok lehetnek-e a katalánok.
Cigizik, falja a Nutellát, de a ketrecben nincs párja
A világbajnoki címmeccs kapujába került a brazil ketrecharcos.
Borbély: "Látványosan idegesek voltunk"; Révész: "A keret 50 százaléka nem alkalmas az NB I-re" - edzői értékelések
Az NB I 32. fordulójának szombati játéknapján három mérkőzést rendeztek - így értékelték a látottakat a vezetőedzők.
Szoboszlait akarta követni, megint megsérült a Liverpool rekordigazolása
Klasszikus csatár nélkül lép pályára Arne Slot csapata a Manchester United ellen.
Megszakadt a Ferencváros szériája, négy kupagyőzelem után a Győr kiejtette riválisát
A 15-szörös győztes kisalföldi csapat sorozatban a 22. kupadöntőjét játszhatja vasárnap.
Itt a vége: Carvajal távozik a szezon végén a Realtól; 100 millió eurós játékossal tárgyal a Liverpool - külföldi körkép
Ezek voltak a legfontosabb és legérdekesebb szombati hírek a külföldi foci világában és a nemzetközi átigazolási piacon.
Furcsa üzlet készül Győrben: az ETO rögtön továbbadhatja magyar válogatott játékosát
Schön Szabolcs sorsa érdeke fordulatot vehet a nyár folyamán.
2010-ben született fiatal csatár mutatkozott be a magyar bajnokságban
Ő lett az első futballista, aki a 2010-es években született, és bemutatkozhatott a magyar első osztályban.
Bulvár
Hatalmasat martak Mészáros Lőrincbe, omlik le a milliárdos birodalma, humorestet építettek a képességeire
Visszatérő téma Mészáros Lőrinc és vagyona, nem eresztik a dolgot, újra reflektorfényben a felcsúti gázszerelő.
Dagad a botrány – Majka is megszólalt Rónai Egon ATV-s interjúja után, ami nagy vihart kavart: Hankó Balázs érvelésén hangosan felnevetett kínjában
Éles hangvételű bejegyzést tett közzé közösségi oldalán Majoros Péter, azaz Majka, miután megnézte Hankó Balázs (posztjában „Nyegle Balázsként” említve) interjúját Rónai Egon műsorában.
Magyar Péter titkos neveket akar nyilvánosságra hozni, ebbe az egész ország beleremeghet
Magyar Péter ígérete szerint október 22-én feloldják az ügynökakták titkosítását, nyilvánosságra hozzák és kereshetővé teszik az iratanyagot.
Betiltaná az EU a magyarok egyik kedvenc konyhai eszközét: rákkeltő anyag jelenléte indokolja
Az air fryer sok háztartásban már alapdarab, mivel gyors, kevés olajjal dolgozik, és ropogósra süti az ételt, pont úgy, ahogy szeretjük. Csakhogy a készülékek belsejében használt tapadásmentes bevonatok egy része
Szüleink birtokolják az összes ingatlan 42%-át – mi pedig nem engedhetjük meg magunknak a vásárlást
Ha érezted már, hogy mindent jól csinálsz – dolgozol, spórolsz, próbálod megvetni a lábadat valahol –, mégis képtelenségnek tűnik saját lakáshoz jutni, akkor nem vagy egyedül.
Majka az NKA-botrányról: Ezek az ostoba barmok azt se látták, hogy az ő pofájukat használták fel arra, hogy mások tovább gazdagodjanak
Az előadóművész szerint az NKA ideiglenes kollégiuma „egy olyan erkölcsi mocsár, amiben együtt fullad meg a pénzben a sok seggnyaló”.
Magyar Péter nagyon kihúzta a gyufát, törvényjavaslatot nyújtott be ellene egy politikus
Az eredetileg felkért gyermek- és oktatásügyi miniszteri poszt nagy port kavart, Magyar Péter egyik leendő miniszterének személye ismét megosztó.
Csőmell-szindrómával élni: „32 évbe telt, hogy ne csak a fejemmel, a szívemmel is elfogadjam magam”
Fanni tubuláris melldeformációval született, amelynek plasztikai korrekciójához hosszú út és hét operáció vezetett, de a rendellenesség az önértékelésére és a párkapcsolataira is erősen hatott.
Horror az egyetemeken – Professzorok panaszkodnak, hogy feldarabolják és legyilkolják az előadásiakat
Felháborodást váltott ki az Arizona Állami Egyetem új, mesterséges intelligenciára épülő oktatási platformja, amely az oktatók előadásait rövid klipekre bontva automatikusan generál tananyagokat, sokszor az érinte
Változott a Miami Nagydíj kezdési időpontja, a rajtsorrend is átalakul az időmérő után
Egy Q3-ba jutott pilóta kizárást érő szabálytalanságot követett el, a startot előrehozták.
Csőbe húzhatták Donald Trumpot az iráni háborúval
Az amerikai elnök erős izraeli nyomásra szállt be az iráni háborúba.
Tóth Vera most verte be az utolsó szöget Tóth Gabi koporsójába
Tóth Gabi nővére, Tóth Vera a Facebook-oldalán tette közzé gondolatait a művészeket támogató Nemzeti Kulturális Alapot övező támogatási botrányról. Szerinte aki nem „csókos”, az nagyon nincs könnyű helyzet
- Csökkent a gázolaj ára
- Leszakadt egy vasúti felsővezeték Érdnél, jelentős késésekre kell számítani
- NAV: sok változást hoz a jövedéki szabályozásban az új törvény
- 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
- Online térképen láthatóak a tervezett áram- és gázszünetek az E.ON oldalán
- Nagy összegű készpénzzel érkezik az Európai Unióba? Akkor erre figyeljen!
- Szombaton hat helyszínen lesz Retro Véradás
- Lezárásokra, forgalomkorlátozásokra kell készülni ma és holnap Budapesten
- Óvjuk adatainkat úgy, mint a pénztárcánkat
