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.
hirdetés
 |
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 melyik párt listájára szavazna a 2024. június 9-i EP-választáson?
hírek innen, onnan
Leandro elmondta, miért váltott büntetőrúgót a derbin
Derbivel zárult az OTP Bank Liga 2023/24-es szezonja. A Ferencváros-Újpest találkozó a tervezett bajnoki fieszta mellett 2-0-s hazai...
Megszűnt Bács-Kiskun vármegyében is a tűzgyújtási tilalom
A jelenleg is tartó esőzésnek és az elmúlt 24 órában lehullott csapadéknak köszönhetően május 18-tól Bács-Kiskun vármegyében is...
Fájdalommentesen felhelyezhető, csúcstechnológiás, egybeépített folyamatos cukormonitorozó rendszert vezet be itthon a magyar 77 Elektronika Kft.
A magyar nyelven működő, felkarra helyezhető szöveti glükózmonitor megkönnyíti a cukorbetegség kezelését
KSH: a benzin 12, a dízel 1 forinttal olcsóbb a szomszédos országok átlagánál
A szomszédos országokban 608 forint volt a dízel átlagára, a magyar adat 0,2 százalékkal, azaz 1 forinttal volt ennél alacsonyabb.
5 évvel élhetünk tovább 2050-re, de többet is fogunk betegeskedni
A növekedés azokban az országokban lesz a legnagyobb, ahol most alacsonyabb a várható élettartam.
Horrorbaleset Kiskunfélegyházánál: kiszakadt a motor a kocsiból és 20 métert repült
Elaludhatott a sofőr, ráadásul nem volt bekötve.
Nem találjuk a szavakat Szécsi Debóra formájára
Szécsi Debóra, a híres DJ, Cooky szerelme valami egészen elképesztően jól néz ki, kétszeres édesanyaként is.
Jó, hogy rájöttek, hogy ez a rozsdás valami egy spéci Zippo a vietnámi háborúból
Még jobb, hogy újjá is varázsolták.
Újoncot avatott és Izland ellen nyert a magyar válogatott
A magyar válogatott második mérkőzését is megnyerte a női röplabda Európa-liga ezüst divíziójának csoportkörében, miután vasárnap...
A dél-afrikai atléta a világ idei legjobbjával nyert 800-on
A dél-afrikai Prudence Sekgodiso a világ idei legjobb idejével nyerte a női 800 métert az atlétikai Gyémánt Liga-sorozat rabati...
Igaz vagy sem, hogy egyeseknek elég napi 5 óra alvás is? Itt a válasz
Nem egy tévhit él bennünk az alvással kapcsolatban!
Közel 100 utas rekedt a budapesti reptéren, csak becsekkolásnál derült ki, hogy nem megfelelő a vízumuk
Nem tudtak felszállni a WizzAir Szaúd-Arábiába tartó gépére.
Sport
Repültek a fogak, szakadtak a szemhéjak Szigetszentmiklóson
Puszta kézzel csépelték egymást, no és volt egy Guinness rekord is.
Nagy öröm Kispesten: visszatér az NB I-be a Bp. Honvéd.
Egy fordulóval a vége előtt eldőlt, hogy a Budapest Honvéd - hét év elteltével - újra az NB I-ben méretheti meg magát a következő idényben.
„Jött a VAR-vizsgálat és a megdöbbentő ítélet” - a bronzról lemaradó Fehérvár védője csalódott, de...
Nem túlzás: a labdarúgó NB I utolsó fordulójában milliméterekkel csúszott le a bronzéremről a Vidi.
Uszik történelmet írt a sivatagi éjszakában, megfosztotta veretlenségétől a Cigánykirályt
Az ukrán a nehézsúly vitathatatlan világbajnoka.
Borzasztó szoros végeredményt hozott az évezred legfontosabb bokszmeccse
Megosztott pontozás döntött, új vitathatatlan királya van a nehézsúlynak.
Csodás magyar siker Japánban: Ekler Luca világbajnok.
Ekler Luca aranyérmet szerzett 100 méteres síkfutásban a para-atlétikai világbajnokságon, a japán Kóbéban.
Két gólt lőtt a magyar válogatott focista, a 94. percben jött a dráma Messiék meccsén
Először fordult elő, hogy Lionel Messi nem hozott össze gólt, vagy gólpasszt.
„Ezt a bunyót én nyertem” - Fury szerint az orosz-ukrán háború miatt álltak Uszik mellé a pontozók
Elégedett volt saját maga teljesítményével a nehézsúlyú ökölvívó, Tyson Fury, hiába maradt alul az immár vitathatatlan bajnok Olekszandr Uszikkal szemben.
Négy távozót jelentett be a Ferencváros
A Ferencváros-Újpest bajnoki előtt a zöld-fehérek négy labdarúgó távozását is bejelentették, Muhamed Besic, Samy Mmaee, Lisztes Krisztián, és Henry Wingo is más klubban folytatja pályafutását.
Egy Mbappé biztosan nem lesz a Real Madrid játékosa
Ethan Mbappét szurkolók támadták le autogramokért és, ha már ott voltak feltették neki a nagy kérdést.
Szomorú vasárnap: legendás játékostól köszönnek el Kispesten
A Honvédban összesen 13 évet játszó Ivan Lovricot a ma délután ötkor kezdődő, Gyirmót elleni találkozón búcsúztatja el a klub és a szurkolótábor.
Ferencváros: megállapodhatott a kulcsjátékossal a 7-szeres bajnokcsapat, távozhat
Egybehangzó mexikói és brazil sajtóértesülések szerint megállapodott egymással Marquinhos és a mexikói UNAM Pumas, így már csak a Ferencvároson múlik, […] A Ferencváros: megállapodhatott a kulcsjátékossal a 7-
Bulvár
Így reagáltak Várkonyi Andrea szülei, mikor meglátták Mészáros Lőrincet a lányukkal: egyetlen dologra voltak k...
Így fogadták Mészáros Lőrincet a Várkonyi-családban.
Ezt a 4 dolgot soha ne dobd ki selejtezéskor
Nagytakarításkor óriási lehet a kísértés, hogy mindentől megszabadulj, ami látszólag feleslegesen foglalja az értékes helyet. Bár a selejtezés mindig nagyszerű ötlet, most összegyűjtöttük, hogy mi az, amit semm
Így üzen a tested, ha bélgyulladásod van: 5 lehetséges jel
Manapság egyre gyakrabban hallhatunk arról, hogy ha a bélrendszerünk egészségesen, kiegyensúlyozottan működik, akkor általában véve is nagyobb valószínűséggel érezzük jól magunkat a bőrünkben. Ha azonban nincs
Sejtik, hogy kik lehetnek a dunai tragédia áldozatai
Magyar fiatalok voltak a kisgéphajón. Érthetetlen hogy mit kerestek a nagyhajók sávjába.
Eltűnt a képernyőkről az ismert műsorvezetőnő, súlyos balesetet szenvedett
Meg is kellett műteni.
Botrány a Vígszínházban, most Rudolf Pétert vádolják: „Hazugság, amiket állít, és nem értem, hogy miért tesz i...
A színházigazgatók élete sem fenékig tejfel. Mindig lesz, aki megbántva érzi magát, de kinek van igaza?
Veszélyes lehet ez a közkedvelt fehérneműtípus - 3 országban betiltották.
Az intim területekről való gondoskodás elengedhetetlen része a megfelelő fehérnemű kiválasztása. Eddig talán nem is gondoltad volna, de bizony akad néhány típusú fehérnemű, melyek súlyos problémákhoz vezethetne
Brit tábornok: Putyin atomháborús tervében Magyarország az egyik kulcs
Az orosz előretörés nem fog megállni a Donbásznál, figyelmeztet a brit hadsereg volt vezérkari főnöke.
Orbán Viktor "állandóan a békéről papol és szembe hazudik" – Akkora bírálat érkezett a kormányfőről, ami a Hol...
Nincs erős Magyarország erős Európa nélkül. Magyarország érdekében olyanokra kell szavazni a június 9-i EP-választáson, akik hisznek egy erős Európában, akik ezért dolgoznak – hangoztatta a DK-MSZP-Párbeszéd ka
Repültek a fogak, szakadtak a szemhéjak Szigetszentmiklóson
Puszta kézzel csépelték egymást, no és volt egy Guinness rekord is.
Drámai fordulat állt be Robert Fico állapotában
Négy nap küzdelem után Szlovákia miniszterelnöke túljutott az életveszélyen.
Titkos katonai kísérleti telep robbant fel, rengetegen haltak meg
A Patriot rakéták robbanófejét is itt fejlesztették.
blogmorzsák
Az Empire State Building hivatalos megnyitója
Ebédelő útjavítók a Széchenyi István téren, keletnémet sportkocsi prototípusok kiállítása és még számos érdekes, ritka fotó a múltból.
A hét szava: gyűlölet
Mindenki mindenki ellen.
Újabb politikus szállt bele páros lábban von der Leyenbe
Ezúttal a zöldpolitikája miatt kritizálták élesen.
- Csökkent a gázolaj ára
- Leszakadt egy vasúti felsővezeték Érdnél, jelentős késésekre kell számítani
- NAV: sok változást hoz a jövedéki szabályozásban az új törvény
- Rajz, makett, film – alkotásokat várnak az esztergomi tűzoltók!
- Útlezárás miatt változik az esztergomi buszok útvonala
- Három hónapig forgalomkorlátozásra kell számítani Esztergomban
- Elindultak az M1-es autópálya Hegyeshalom felé vezető oldalán a teljes körű felújítási munkák
- Új vonat, új menetrend Esztergom felé
- 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
