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
Világsztárok és magyar sikerek az Atlétikai Világdöntőn
A világ legkiemelkedőbb atlétái gyűltek össze Budapesten, ahol első alkalommal rendezték meg az atlétikai világdöntőt. Három napon át...
Szélsőjobbról a centrumba húzódva lett olasz rekorder Giorgia Meloni, akinek most Putyin embere miatt főhet a feje
Élettartamát tekintve már rekordot ért el Giorgia Meloni olasz kormánya, de a divatos longevity minőségi kritériumaival még van...
Kinevezte az Országos Mentőszolgálat új vezetőjét Hegedűs Zsolt
A szervezetet az előző főigazgató leváltása óta megbízottként vezető Constantinovits Miklós pályázatát találta a legjobbnak a...
II. Erzsébet ezt az egy dolgot soha nem tudta megérteni Diánával kapcsolatban
Diana és II. Erzsébet egészen másképp látták a királyi életet. Egy életrajzíró szerint ez is nehezítette a kapcsolatukat.
Új fejezettel tér vissza a Stranger Things világa a Netflixre
Csütörtökön érkezik a Netflixre a Stranger Things animációs mellékszálának második évada.
Átvészeli a bikapiac a Fed-kamatemelést? Megszólaltak az elemzők
A Wall Street vezető stratégái továbbra is bíznak a részvénypiac erejében. A Goldman Sachs, a Morgan Stanley és a JPMorgan elemzői...
Váratlan nagyhatalmi játszma robbant ki az AI-ról: veszélyes fegyverrel játszik az emberiség, már hidegháborút emlegetnek
Ritka pillanat állt elő a mesterségesintelligencia-iparban: a legélesebb versenyben álló amerikai technológiai vezetők közül többen is...
Drágul a benzin és a dízel Horvátországban
Literenként hat centtel emelkedik a benzin és a dízel legmagasabb kiskereskedelmi ára keddtől Horvátországban. A benzin literje legfeljebb...
Beszakadt az aszfalt a 40 utast szállító BKK-busz alatt: hirtelen kellett leszállnia mindenkinek
Beszakadt az aszfalt egy BKK-busz alatt hétfő reggel Budapest XV. kerületében. A Sződliget utcában történt...
Most virágzik az egyik legmérgezőbb növény itthon – Csak szemmel szabad megcsodálni
Ezekben a hetekben virágzik a réteken és legelőkön az őszi kikerics. A növény kétségtelenül látványos, ugyanakkor rendkívül...
Horn Gábor: Orbán Viktor érzi a veszélyt, de kevés eszköz van a kezében
A hétvégi belpolitikai eseményeket értékelte a Republikon Alapítvány kuratóriumának elnöke. Horn Gábor szerint Veszprém és Kötcse...
Sport
Sokkoló fordulat Berlinben: óriási dráma és elképesztő összeomlás a világbajnoki döntőben.
Pedig már 14 ponttal is vezettek a franciák!
Florian Wirtz klubváltása a címlapon, európai topcsapatba tart a Liverpool-sztár
Nem teljesít jól a Premier League-be.
Meglepő fordulat a Liverpoolnál: nem Szoboszlait és Kerkezt szidják a csúfos botlás után
A Liverpool ismét botlott a Premier League-ben. Ezúttal azonban nem Szoboszlai vagy Kerkez kapta a legkeményebb kritikát, hanem egy új fekete bárány.
Botladozik a Liverpool, 130 millió eurós igazolással oldanák meg a gondokat
Andoni Iraola felé töretlen a bizalom.
Elismerte a hibát a játékvezetői testület, szabálytalan gól döntött a manchesteri derbin
Érvényteleníteni kellett volna Erling Haaland találatát.
Az olaszok kétarcú legendája Budapesten is óriási show-t csinált, „Kung Fu Kenny” 200 méteren sem talált legyőzőre
Bőven akadt akció az atlétikai világdöntő zárónapján is.
Ebből a négy játékosból választ januári sztárigazolást a Liverpool
Meg kell erősíteni a középpályát.
Kimi Antonelli a Spanyol Nagydíjon is győzött, egyre közelebb a fiatal olasz vb-címe
A címvédő Lando Norris borzasztóan jött ki egy virtuális biztonsági autós fázisból.
A Barca és Kane is lefékezhetetlen, a Bayern vinné a besült Liverpool-sztárt - külföldi körkép
A legfontosabb és legérdekesebb vasárnapi hírek a külföldi foci világából.
Lamine Yamal szerint csupán két név jöhet szóba az idei Aranylabda-szavazáson
Másnak esélye sincs a 19 éves támadó szerint.
Alexander Zverev elsőre nem is realizálta, hogy megnyerte a US Opent
Az első helyen kiemelt német klasszis Ben Sheltont győzte le négy szettben.
Túlsúllyal, számkivetettként hódította meg a világot: 68 éve debütált a La Ligában Pancho Puskás
Kilenc év, 242 gól a Real Madrid hófehér mezében
Bulvár
Csalás a benzinkutakon: egy alufóliagolyó segítségével tankolnak mások pénzéből
A benzinkúti csalás során egy apró alufóliagolyó is elég lehet ahhoz, hogy a bűnözők más autósok bankkártyájára tankoljanak.
Ezt a háztartási eszközt 3 havonta ki kellene dobni, mégis évekig őrizgetjük
Bár lehet, hogy mi észre sem vesszük, a tisztításhoz használt eszközökön, a konyhában vagy a fürdőszobában használt tárgyakon lévő mikrorepedésekben és a nedves szálak között észrevétlenül szaporodnak el a
„Tudja csak meg az egész falu.” – neveket követelnek a nagykovácsi kislány ügyében
Egy 12 éves kislányt aláztak meg Nagykovácsiban, az ügy után pedig többen már a feltételezett érintettek nevét követelik.
„Nem vagy te sem áldozat, sem Jézus.” - Ízekre szedték a kommentelők a meghurcolásra készülő Hankó Balázst
Hankó Balázs egy drámai interjúban vallott a rá váró meghurcolásról és megvédte a kiosztott NKA-támogatásokat. A kommentelők azonban kíméletlenül kiosztották.
Magyar Péter egy papírt tett az asztalra: aki nem írja alá, annak távoznia kell
Órákon át tartó vita, egy „Tisza védőháló” nevű belső kiáltvány, Tóth Péter kampányfőnök leváltásának terve...
Döbbenet, Európa egyik leggazdagabb államában és Magyarországon vannak a legtöbben, akiknek nem lehet saját autójuk
Magyarország és Bulgária jó helyezése a szégyenlistán nem meglepetés, de Finnország!?
Ittasan vezetett a népjóléti miniszter, menesztették
A Zöldek és Gazdák Szövetségének elnöksége rendkívüli ülésen határozott a politikus visszahívásáról.
A pszichológusok szerint ezt jelenti, ha a 70 felettiek elajándékozzák a tárgyaikat
A régi tárgyak sokszor emlékek a múltból: egy ékszer, étkészlet vagy szerszám átadása ezért többet jelenthet egyszerű lomtalanításnál, hiszen egy élet történetének darabjai kerülhetnek így tovább.
Egymásnak esett Magyar Péter és Ókovács Szilveszter, a főigazgató utoljára nyilatkozott a köztévének
A miniszterelnök nem hagyta szó nélkül az Operaház vezetőjének bejegyzését.
Bokros Lajos: Fel kell számolni a családi kedvezményeket, a „rezsicsökkentést”, ne legyenek ársapkák és 13., 14. havi nyugdíj se
Bokros Lajos az Élet és Irodalomban megjelent cikkében értékelte a Tisza-kormány első száz napját. A volt pénzügyminiszter szerint a kabinetnek nincs koherens gazdaságpolitikai programja, ezért tízpontos javaslatcsom
„Ma már csak 2-3 évet mondok” – olyan veszély közeleg Magyarországon, amire nem vagyunk felkészülve
10 év alatt a faállományunk átlagos minősége a beteg/egy évtizeden belül lecserélendő kategóriába zuhant, ezért nem a betont kell először feltörnünk, hanem az idős fáinkat kell megóvni – mondja lapunk ...
Sokkoló fordulat Berlinben: óriási dráma és elképesztő összeomlás a világbajnoki döntőben.
Pedig már 14 ponttal is vezettek a franciák!
- Megépült Nógrád megye legnagyobb napelemparkja
- Leesett az első hó Nógrád megyében
- Digitális Közösségi Alkotóműhelyt adtak át a Borbély Lajos Szakközépiskolában
- Hiába tilos, mégis sokan fűtenek hulladékkal
- Egymilliárd forintos beruházásban bővült a Salgglas termékpalettája
- Idén is emlékmenettel tisztelegnek a doni hősök előtt
- Újabb 3 évre kapott bizalmat a "A Háztartások Foglalkoztatásáért Alapítvány"
- Egyre kevesebben élnek Nógrád megyében
- Új járművek és eszközök érkeznek a nógrádi mentőállomásokra
- Ónos eső miatt adtak ki riasztás Nógrád megyére
- "Kapcsolatot teremtünk" interaktív fórum
- Közérdekű közlemény
- Nógrád Megyei Kormányhivatal: aki csak teheti, interneten keresztül intézze hivatalos ügyeit
