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
A 3-as metró meghosszabbítását várja Újpest polgármestere az új stadion megépítésével
Trippon Norbert szerint a halványnál talán erősebb a reménysugár, hogy a beruházó MOL-csoport érdekében áll a metró meghosszabbítása.
Példátlan dolog hangzott el Orbán Viktorról a Kossuth rádióban, Szijjártó Péter mondta ki a kormányfőről
Szijjártó Péter a Kossuth rádióban mondott olyat Orbán Viktorról, amihez foghatót előtte soha, senki nem tett.
Egy kivételével az összes magyar borvidéken megjelent az aranyszínű sárgaság
Nagy István szerint az időjárás most segíti a védekezést.
Csodagólt sarkazott a 75 milliós 198 centis csatár
Kiválóan kezdte a szezont a nyáron igazolt csatár.
Az űrből is látható: gigantikus mennyiségű textilhulladék lepi el a Földet
A textilhulladékból egy hegy nőtt.
Megdőlt az idei szezonrekord, mínusz 6,6 fokot mértek Fülöpházán hajnalban
Ez még csak a kezdet.
Szijjártó: ilyet csak a magyar miniszterelnök tud
Orbán Viktor az egyetlenegy olyan politikus ma az Európai Unióban, aki a világ valamennyi nagyhatalmának vezetőjével egyszerre tud...
A magyarok Atlantiszaként emlegetik külföldön ezt az elveszett Zala vármegyei várost
Váratlan helyszínen találták meg, már a nemzetközi sajtó is felkapta a hírt.
Papp Sándor Zsigmond: Szavak és évek
Az természetes, hogy az anyanyelvünket nem felejtjük el, de mi a helyzet a nagymamanyelvünkkel?
3 jel, hogy a tested több fehérjét kér: Te felismered őket?
A fehérje alapvető fontosságú tápanyag, ami minden sejt építőköveként szolgál a testünkben. Nem csupán az izomzatunk fenntartásához...
Ettől a furcsa rizsdiétától olyan vékonyak a japán nők: ha így készíted a köretet, olvadni fognak rólad a kilók
Japánból indult az új diétaőrület, amely a rizsre épül, de nem úgy, ahogy eddig ismertük. A módszer szerint egy apró trükkel a rizs...
Magyar filmben fog szerepelni Ronaldo
Bölöni László filmjében feltűnik Ronaldo is.
Sport
Bognár György a Paks elvett góljáról: Egy rutinos ember becsapott egy rutintalant
Nézzük, hogyan értékelt a két vezetőedző az 1–1-re végződő Paks–Debrecen mérkőzés után.
Nincs helye disznóknak a klubunkban. – Üzenték a Bayern szurkolói a világbajnok védőnek
A bajorok ultrái több transzparenst is kifeszítettek Jerome Boateng ellen, akit többek között 2021-ben elítéltek volt partnere bántalmazásáért. A többek között Németországgal világbajnokságot, és a Bayern Münc
A Barcelona megtalálta Lewandowski utódját
Némiképp meglepő, de nem először felbukkanó név jelent meg a Barcelona radarján.
Ezt borzalmas lehet átélni - senki sem érti, mi történik Győrben
Azt már a nyáron lehetett sejteni, hogy alaposan meggyengült a csapat, erre azonban kevesen számítottak.
Luis Enrique: Három gólt kaptunk, lehetetlen, hogy elégedett legyek
A Paris Saint-Germain vezetőedzője nem volt elégedett a Strasbourg elleni 3–3-as döntetlennel.
Hansi Flick illetlen gesztussal ünnepelt a Barcelona győztes gólja után
Hansi Flick nem tudta fékezni lelkesedését a Barcelona Girona elleni győztes góljánál, a német edző bemutatott az ünneplés során.
Váratlan sorrend a Forma–1 időmérőjén, de több pilóta rajthelye is biztosan változik
A balesettel indult austini kvalifikáció mindhárom szakaszát a végén súlyosat hibázó pilóta nyerte, mögötte viszont akadtak fordulatok.
Kerkez Milos elárulta, milyen a hangulat a Liverpool öltözőjében a Manchester United elleni rangadó előtt
A Liverpool szeptember 20-a óta első Premier League győzelmét szeretné megszerezni vasárnap a Manchester United ellen. A csapat gyengébb formája Kerkez szerint rányomta a bélyegét a morálra, de a válogatott szünet ut
Kiütéses győzelemmel jött fel a második helyre az MTK
Az MTK Budapest magabiztos, 5-1-es győzelmet aratott a Nyíregyháza Spartacus felett az NB I 10. fordulójában, ezzel ideiglenesen a tabella második helyére lépett. A hazaiaknál Molnár Ádin duplázott, Bognár István ped
Küzdelmes meccsen húzta be a három pontot az Arsenal, Erling Haaland eszméletlen formában tolja a City szekerét
Szoboszlai Dominikék majd vasárnap délután lépnek pályára a Manchester United ellen.
Bognár István: Négyet-ötöt rúgunk itthon, aztán kapunk egy hetest és egy hármast...
Az MTK ingadozó formájáról beszélt Bognár István, aki gólt lőtt csapata Nyíregyháza elleni 5–1-es sikere során.
Drámai hajrá Barcelonában: késői gól döntött a katalán derbin
A Barcelona nehéz helyzetbe került a Girona ellen, de Araújo a ráadásban szerzett góljával 2–1-re győzött a katalán csapat.
Bulvár
A Fidesz legnagyobb kritikusához kopogtatott be a NAV, hihetetlen dolgot kértek rajta számon
Teljesen kiakadt a sztár a NAV intézkedése miatt, nyilvánosan mutatta be a bizonyítékokat.
Donald Trump példátlan húzása övön alul érte Vlagyimir Putyint
Ez a Nyugatot is durván arcul csaphatja.
Be ne fizesd ezt a számlát: minden pénzed ellophatják
Ha így érkezik a számlád, semmiképp ne kattints rá, mutatjuk, mi a teendő.
Úgy mellbe rúgta a 14 éves gyerek a tanárt, hogy meghalt a nő
A hatóságok még vizsgálják az eset körülményeit.
Budapesti csúcs: Orbán Viktor nem viccelt, már nyáron megtiltotta a tüntetéseket
Most már világossá vált, hogy mi szükség volt a nyári szigorításoknak. Igaz, nem érkezett a társadalmi egyeztetés során semmilyen ellenérv a civilek részéről.
Már csak pár nap maradt: ezt minden háztulajdonosnak el kell intéznie
Közelednek az első fagyok, ezért minden ingatlantulajdonosnak érdemes mielőbb felkészítenie a vízóráját és vízhálózatát a télre. Aki ezt elmulasztja, az akár több tízezer forintos kárt is kockáztat – az elf
Eddig mind rosszul tudtuk: Ez a legideálisabb hőmérséklet az alváshoz a szakértők szerint
Te is gyakran forgolódsz éjszaka, mert sehogyan sem találod a megfelelő hőmérsékletet?Nem vagy egyedül – kutatások szerint az emberek többsége túl melegnek vagy túl hidegnek érzi a hálószobát alvás közben. Ped
Felnyitott egy sírt a rendőrség egy Heves vármegyei temetőben, amit találtak, arra nem lehet felkészülni
A "nem mindennapi történet" enyhe kifejezés.
3 apró jel, hogy a tested több magnéziumot kér
A magnézium egy létfontosságú ásványi anyag, amely alapvető szerepet játszik a szervezet számos biológiai folyamatában. Az emberek zöménél azonban gyakran előfordul, hogy magnéziumhiányban szenvednek, anélkül, h
Most akkor levadássza az ukrán titkosszolgálat Vlagyimir Putyint Budapesten?
A kormányzati kommunikáció alapján meglehetősen ellentmondásos az ukrán titkosszolgálat működése, így joggal merülhet fel a kérdés, hogy mekkora biztonságban lesz hazánkban az orosz elnök. Persze, egyelőre még
Nyolc hónapig senki sem vette észre, hogy meghalt, közben milliókat vettek fel a nevére
Senki nem értesítette a családot Mária haláláról, csak a nyugdíjfolyósító, nyolc hónappal később.
Telekomos vagy? Most ingyen kaphatsz új mobilt – mutatjuk, hogyan.
Most bárki új mobilt kaphat a Telekom ingyen telefon akcióban! Ha legalább 3 hónapja előfizető vagy, a régi készüléked beszámításával akár ingyen új telefont kapsz. Mutatjuk, hogyan működik az ajánlat.
- 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
