RSS
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
Kiderült, melyik lett Európa legjobb borvidéke 2027-ben: ezt a szlovén borrégiót választották
Štajerska, Szlovénia északkeleti régiója nyerte el 2027-ben az Európa legjobb borvidéke címet.
Kellemes kirándulóidő lesz egész hétvégén
Kellemes, napos és csapadékmentes időjárás várható a hétvégén egy anticiklon hatására, a nappali hőmérséklet pedig akár a 26...
Ukrajna ellenségei közé sorolták a magyar válogatott focistát
A magyar válogatott és a Liverpool védőjét, valamint édesapját is felvette adatbázisába a Mirotvorec nevű ukrán oldal. Az orosz Taszsz...
Kiss Ambrus: Törvényt kell módosítani a parkolási rendszer átalakításához
Október 16-ig kell összehívni a fővárosi közgyűlést.
Kerkez Milos és édesapja is felkerült az „Ukrajna ellenségei” listára
Kerkez Milos és édesapja is felkerült a Mirotvorec listájára. A Nemzetek Ligája-meccs és egy Instagram-poszt volt a vétkük. A Kerkez Milos...
Bahreini Nagydíj - Verstappen és Leclerc nyerte a két szabadedzést
A második szabadedzésen Charles Leclerc mögött a csuklósérüléséből felépült és remek formában lévő Isack Hadjar, a Red Bull francia...
Megkapta az ideiglenes műemléki védelmet a Villányi úti épület
Elsőként a Válasz Online írta meg, hogy két lokálpatrióta civil szervezet, a Gellérthegyvédő Egyesület és a Szentimrevárosért...
Ukrajna nagykövete konkrét kéréssel fordult Cser-Palkovics Andráshoz
Egy találkozón meg is állapodtak.
Felfoghatatlan elektromos roller száguldozás: 115 km/h-val csapódott egy acélkapunak a tinédzser
Mesterséges kómában ápolnak egy 18 éves bécsi fiút, aki a rendőrség szerint 115 km/h-val ütközött kapunak az elektromos rollerével...
Ekkora GDP-növekedést vár az idei és a jövő évre az OTP
A pénzintézet elemzői óvatosan fogalmaznak: a jövő évi költségvetés szerkezetétől és az október közepére időzített...
A lemez csak pörgött, én meg mentem tovább: kipróbáltuk a Sony bluetoothos lemezjátszóját, ami még több zenerajongót húzhat bele a vinyl-világba
A lemezjátszók világába újonnan belépők még nem indulnak neki túl nagy elvárásokkal a vásárlásnak: lehetőleg ne legyen túl...
A 88 éves Jane Fonda talpig vörösben csillogott a kifutón: elképesztően ragyog még mindig
Jane Fonda akár évtizedeket is letagadhatna, úgy tündökölt a kifutón, mint a jóval fiatalabb modellek.
Sport
Kiderült, hogy Ronaldo azért lépett le a portugál válogatottól, mert szerinte tiszteletlenül viselkedett a szövetségi kapitány
Úgy érzi, hogy becsapták, elárulták.
A magyar fociválogatott alapembere és apja is felkerült az „Ukrajna ellenségei” listára
Nagy felháborodást váltott ki az Instagramra feltöltött videó.
A Veszprém lelépte a döntőben a Barcelonát, gálával ült fel a világ trónjára
A katalánok örülhettek, hogy a végén tízen belülre tudtak kapaszkodni.
Liverpoolba vágyik a Premier League sztárja, januárban érkezhet
A nyáron már majdnem összejött a klubváltás.
Marco Rossi felforgatja a magyar válogatott kezdőcsapatát
Változások várhatók a pénteki mecsen.
Az évszázad gólját lőtte a magyarok mészárosa, mégis elszórakozta a kétgólos előnyt Írország
Troy Parrott az osztrákoknak is letette a névjegyét.
A Real Madrid csatára valósággal ontotta magából a gólokat a 13–0-ra végződött meccsen
Hatalmas volt a különbség a két csapat között.
„Enélkül senki nem várhat meghívót” - kemény önkritikát fogalmazott meg Gruber Zsombor, a jövőről is beszélt
Szerinte erre van szükség ahhoz, hogy Marco Rossi újra felfigyeljen rá.
Döntött a világsztár: vissza akar térni az FC Barcelonához
Egyszer már játszott a klubnál.
Messi vett magának egy csapatot, a Barca és a Bayern is rárepülhet a bajban lévő City sztárjaira - külföldi körkép
A legfontosabb és legérdekesebb csütörtöki hírek a külföldi foci világából.
A Ronaldo-balhé óta először szólalt meg a sajtóban a portugál kapitány
Az ötszörös aranylabdás szerdán hagyta el a csapat táborát.
Itt a meglepetés: korábbi játékosát igazolhatja vissza az FC Barcelona
Egyszer már lemondtak róla, most Hansi Flicktől új esélyt kaphat.
Bulvár
Furcsa poszt jelent meg Seszták Miklós Facebook-oldalán, de ami ezután történt az még rejtélyesebb
Vajon mi történhetett?
Bárándy Péter: Egy minisztert nem ment fel, ha azt mondja, csak egy kormánydöntést hajtott végre
AZ egykori miniszter szerint a letartóztatás nem válhat előrehozott büntetéssé az elkövetkező időszakban.
Már márciusban jelezte a Századvég: a magyarok fele nemzeti szégyennek tartotta a kormány politikáját
Orbán Viktor ennek ellenére azt sugallta, őt is meglepte a választási vereség.
Brutálisan drágul a cigaretta novembertől: létezik legális kerülőút a magasabb árak ellen?
Dohány drágulás - van legális kerülőút?
Benzinnel locsolták le a tanárokat, lángolnak az iskolák, elszabadult a pokol Franciaországban
Eldurvultak a diáktüntetések.
NKA-botrány: több mint 600 millióval szórták meg Hankóék a Dunántúl fideszes szervezeteit a kampány előtt
Kapott közpénzt egy korábbi parlamenti képviselő egyesülete és a városi alelnök közvetlenül is.
Zacher Gábor elmagyarázta a 24.hu-nak, miként élhette túl saját kivégzését a gyilkosságért halálra ítélt amerikai nő
Két adag pentobarbital beadása után is életben maradt a Tennessee-ben kivégzésre vitt nő. Zacher Gábor szerint a gyógyszerek eltérő lebontása is magyarázhatja.
A Magyar Katolikus Egyház kommentben üzent Magyar Péternek Osztie Zoltán ügyében
A miniszterelnök elhatárolódást és bocsánatkérést vár.
A melegítőnadrág az ősz új kedvence – így viseld stílusosan
Az idei ősz egyik legnagyobb meglepetése, hogy a sportos darabok a hétköznapi divatban is egyre hangsúlyosabb szerepet kapnak.
Már ezt a papírt is kérheti a rendőr az igazoltatáskor
Idén januárral módosították a járművek közúti forgalomba helyezéséről és forgalomban tartásáról szóló rendeletet, így azoknak, akik LED izzóval szerelik fel a gépjárművüket, az erre vonatkozó papírokat is
Herceg Erika teljesen meztelenre vetkőzött: kamerák előtt mutatta meg a testét
Megjelent Herceg Erika legújabb dala, a videoklipben teljesen meztelenre vetkőzött a Megasztár zsűritagja.
Fordulat a Fidesz-táborban: Kiderült, ki válthatja le Orbánt – nem akárki bújhat elő az árnyékból
Alig bízik a lakosság a volt miniszterelnök visszatérésében Ahogyan az Index beszámolójában olvasható: „A magyar...
- Csökkent a gázolaj ára
- Hallgatói tervpályázat: buszmegálló terveket várnak Szentlőrincre
- Wizz Air-járat indult Eszékről - előnyben a Dél-Dunántúl
- Leszakadt egy vasúti felsővezeték Érdnél, jelentős késésekre kell számítani
- NAV: sok változást hoz a jövedéki szabályozásban az új törvény
- Adótraffipaxok Baranyában
- Továbbra is várják a vért Baranyában
- Már a jelen is az elektromos buszoké
- Fotópályázat: környezetvédelem vs. környezetszennyezés
- Továbbra is várják a vért Baranyában
- Így közlekednek a távolsági buszok a hosszú hétvége alatt
- Az E.ON nevével visszaélve téveszthetik meg a lakosságot
- Így úszható meg a hosszú várakozás a horvát autópálya-kapuknál
