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
Újabb megalázó fordulat: elvették András volt yorki hercegtől az otthona bérleti jogát is
András volt yorki herceget a 66. születésnapján őrizetbe vették közfeladatot ellátó személy által elkövetett kötelezettségszegés...
Erősödött szerdán a forint
Erősödött szerdán a forint a főbb devizákkal szemben a kora reggeli jegyzéséhez képest a bankközi piacon.
Estére satuba fogták a forintot
Drámai mértékben gyengült kedden a forint. A hangulaton nem segített az sem, hogy a földgáz és olaj világpiaci ára meredeken emelkedett...
Lépett a techóriás: teljesen átalakul a mobilos fizetés, milliók járhatnak jól a döntéssel
A Google átfogó változtatásokat jelentett be az Android alkalmazásboltjának működésében: bővíti a fizetési lehetőségeket, csökkenti...
Akkora a kiszámíthatatlanság, hogy a boltok már azt sem tudják kire terheljék a költségeiket
A kiskereskedelmi láncoknak ismét át kell alakítaniuk stratégiájukat, miután újból nagyot változott a vámkörnyezet az Egyesült...
Navracsics Tibor azt állítja, hogy nem ismer háborúpárti politikust Magyarországon
A közigazgatási és területfejlesztési miniszter elmondása szerint a Fidesz is csak azért támadja ezzel a Tisza Pártot, mert olyan...
Kövér László: Ez egy demokrácia és mi komolyan vesszük a demokráciát
„Ne reménykedjenek, mert mi fogjuk megnyerni a választásokat” – fogalmazott a házelnök.
Ez a 41 éves sci-fi még ma is leiskolázza Hollywoodot a Netflixen
A Vissza a jövőbe forgatókönyve négy évtized után is a hollywoodi történetmesélés csúcsa.
Rekorder baba született, mindenki a csodájára jár – kép
Rekord méretű baba született egy New York-i szülészeten.
Megérkezett Budapestre az első járat, amely a Közel-Keletről menekítette ki a magyarokat
A sikeres landolásról a honvédelmi miniszter számolt be.
Nincs visszaút: rászoktattuk a szúnyogokat az embervérre
A vérszívók egyre inkább rászoknak az ember vérére. Bőven van áldozatuk. És nem valami genetikai csoda vagy egy sűrűbb szúnyogév az...
Vlagyimir Putyin: Oroszország még az újabb szankciókat megelőzően kivonulhat az európai gázpiacról
Utasítást kap az orosz kormány, hogy a vállalatokkal együtt vizsgálja meg az európai piacról való azonnali kivonulás és az alternatív...
Sport
Tóth Alex nem ilyen triplázásról álmodott, a Premier League-ben ilyen még nem történt vele
A magyar válogatott középpályás nélkül képtelen nyerni a Bournemouth.
Lebőgött a Liverpool, Szoboszlai nem várt módon tűnt ki
Ismét borzalmas játékkal rukkoltak elő a címvédő Vörösök a Premier League-ben.
Gyászol a magyar úszósport, elhunyt a klasszisokat felnevelő mesteredző
Jakabos Zsuzsanna vagy éppen a paralimpiai bajnok Sors Tamás is sokat köszönhetett neki.
Szoboszlai Dominik új frizurája felrobbantotta az internetet
Szoboszlai Dominik mindenkit megdöbbentett.
A Fradi honosításra váró támadója beintett Marco Rossinak
Örül a szövetségi kapitány szavainak, ám esze ágában sincs a magyar válogatottban szerepelni.
Nem Yamal, egy másik tinédzser volt kis híján a Barcelona kupahőse
Az első mérkőzéshez képest teljesen arcát mutatta az Atletico Madrid.
Emberfelettit küzdött a Barcelona, de hajszállal elmaradt a történelmi fordítás
Tizenhárom év után a Király-kupa döntőjében az Atlético Madrid.
Szoboszlai Dominik az Ekitikét másoló hajfonatával villogott, nem a játékával
Közepes osztályzatok a közepes teljesítményre.
Szoboszlai frizurájával könnyű célpontot jelentett a Liverpool kudarca után: jogos a kritika?
Kerkez Milos teljesítményét jobbnak látták az angol lapok, mint Szoboszlaiét.
Griezmann az Instagramon is belerúgott a Barcába, miután az Atlético továbbjutott
Nem felejtett a francia.
Szoboszlai új frizurája balszerencsét hozott a Liverpoolnak
A Wolves a listavezető Arsenal után a Liverpoolt is megtréfálta.
A magyar válogatott Andorra elleni kínos rajtjára örök igazsággal reagált a kapitány
Eleve hátrányos helyzetből várták a vb-selejtezőket a mieink.
Bulvár
Török Gábor: A Fidesz körül egyre többen fogadják el azt, hogy tényleg a Tisza vezet
Ezt tapasztalta az elmúlt napokban.
Vigyázz. Ha ezek a növények vannak a kertedben, tele lesz kullanccsal.
Sokan azt hiszik, a kullancsok csak az erdőben fenyegetnek, pedig a kertünk is igazi menedék lehet számukra. Különösen, ha pont olyan növényekkel van tele, ami odavonzza a kullancsokat!
Bekopogott a háború Magyarországra, három fronton csaphat le ránk
A háború első hulláma már itt van.
A legfőbb ügyész a Központi Nyomozó Főügyészséghez fordult Lázár János kijelentései miatt
A miniszter azon kijelentéséről van szó, miszerint állítólag ő intézte el Varga Judit kérésére, hogy Magyar Péternek hárommilliós fizetése legyen.
Már a fűtésre sem elég a bevétel: tömegesen állnak le az uborkás üvegházak a lengyeleknél
A növekvő energia- és munkaerőköltségek miatt visszaesett az ország hajtatott kígyóuborka-termelése.
Sürgős riasztást kapott 10 vármegye, beteríti a fél országot és alig maradt hátra idő a legfrissebb időjárás-előrejelzések szerint?
Ilyen változásra lehet számítani Magyarországon.
Falnak ütközött az unió: ezt válaszolták Zelenszkijék a Barátság-vezeték ellenőrzésére
Ursula von der Leyennek és António Costának is nemet mondott Kijev - értesült a Financial Times. A vezető uniós politikusok arra kérték az ukrán vezetést, hogy tegyék lehetővé a Barátság-kőolajvezetéket ért kár
Drámai fotók: így nézett ki a rendőrség kiérkezésekor Galla Miklós otthona – galéria
Galla Miklós otthonához rendőrség szállt ki.
Az orvosoknak is tátva marad a szájuk: Ez a leves segít a magas vérnyomáson
Egyetlen tál leves naponta, és már két hét után mérhető változást láttak a vérnyomásnál. A meglepetés nem a krumplis, tökös vonal volt, hanem a zöld, káposztafélékre épülő leves, ahol a brokkoli vitte a pr
Kertész figyelmeztet – eddig a dátumig tilos füvet nyírni
A tavasz első napsugarai után sokan már a fűnyírót keresik, de lehet, hogy ezzel többet ártanak, mint használnak. Egy szakember szerint nem mindegy, mikor indul be a kerti szezon.
Fontos egészségügyi vizsgálat lesz most ingyenes: súlyos betegséget lehet megelőzni vele
Ingyenes mobil fogászati busz indul egy veszélyes népbetegség ellen.
Juhász Péter Pál többször emlegette, hogy „Orbán Viktorral szoktak nevetgélni" – dokumentumfilm készült a gyermekvédelemről
Az RTL Házon kívül című műsorában mutatták be a Babák című filmet, amely a Szőlő utcáról és Juhász Péter Pál cselekedeteiről szól elsősorban, de azt is bemutatta, a gyerekek bántalmazása, a velük szembeni
- Csökkent a gázolaj ára
- Leszakadt egy vasúti felsővezeték Érdnél, jelentős késésekre kell számítani
- NAV: sok változást hoz a jövedéki szabályozásban az új törvény
- A nagy magyar zebrafelmérés
- 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
- A miskolci vonalon késnek a vonatok
- 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
