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
A Heti Hetes sztárja volt a 2000-es években: 58 évesen Jáksó László így néz ki újra a tévében
Jáksó László ugyanazzal a laza, mégis figyelemfelkeltő stílussal létezik a képernyőn, mint a 2000-es években.
Itt vannak Nostradamus jóslatai 2027-re, sok jóra ne számítsunk
Pusztító tüzek, gazdasági összeomlás, újabb katonai és politikai konfliktusok: tragikus évet ígérhet 2027-re Nostradamus. Olvasd...
Videó: kilőtt gumikkal, forgalommal szemben menekült egy autós az M0-n, több rendőrautó üldözte 60 km-en keresztül
A rendőrök Dányban akarták megállítani a sofőrt, aki a kerekeire leadott lövések ellenére is továbbhajtott. A hajszának végül akkor...
Elveszíti az ízét, ha így tárolod otthon a paradicsomot: ezt a hibát sokan elkövetik
Nem mindegy, hol tárolod a paradicsomot, a hideg ugyanis ronthatja az ízét, az illatát és az állagát is. Mutatjuk, hol a helye!
„Építettek egy kis légvédelmi rendszert, amit mi kiütöttünk 15 perc alatt” – jelentette Trump, miután ismét csapárt mértek Iránra
Közben az amerikai hadsereg közölte, 20 millió dollár jutalmat ad bárkinek, aki információkat szolgáltat Irán nukleáris programjáról.
Ötezer éves kenyerekre bukkantak egy bronzkori lelőhelyen
A régészek összesen nyolc vekni ötezer éves kenyeret fedeztek fel Törökországban, amelyek ritka betekintést engednek a bronzkori...
Villámgyors nutellás gofri
Villámgyors nutellás gofri
Ez a mai angyalszámod: olyan üzenetet kaphatsz, amire már régóta szükséged volt
November 7-e különleges jelentést hordoz a számmisztika szerint, mert a dátumhoz a 117-es angyalszám üzenetét kapcsolják. Az 1-es szám...
A Fidesz váratlanul az önkormányzatok nagy támogatója lett
Összegyűltek Orbán és Navracsics vezetésével, és országgyűlési határozati javaslatot készítettek arról, hogy meg kell erősíteni az...
320 ezer fájlt szivárogtattak ki a hackerek, 39 iskola és óvoda érintett: figyelmeztetést adott ki a bristoli önkormányzat
Iskolák és óvodák, köztük speciális intézmények is érintettek lehetnek abban a szeptember végi adatszivárgásban, melynek elkövetőit...
Klónozással próbálják megmenteni a Partium kincsét
Szegedi és nagyváradi szakemberek közös kutatással próbálják megmenteni a püspökfürdői hévízi tündérrózsát.
Fehér Viktória lehet az X-Faktor következő nagy felfedezettje?
Fehér Krisztián után most a húga, Fehér Viktória kapott esélyt arra, hogy bizonyítson az X-Faktorban. A 19 éves énekesnő már a...
Sport
Ódákat zengenek az olasz lapok a Ferencváros sztárjáról az AC Milan legyőzése után
Szenzációsan játszott.
Európa-liga: 100 ezer szimulációt futtattak le, ez alapján a Ferencváros nagyon nagy eséllyel a top 8-ban fog végezni
Az eddig hibátlan Ferencvárosnak kiválóak az esélyei.
Borbély Balázs a Milan legyőzése után: Őszintén szólva nem tudom, miben múltuk felül az ellenfelünket
A Ferencváros idegenben, a San Siróban győzte le az AC Milant. A csapat edzője, Borbély Balázs elmondta többek között, hogy mit kért a játékosaitól az első félidőben.
Vlagyimir Putyin: Ez a nemzetközi gyakorlat súlyos megsértése
A botrányra a Nemzetközi Sportdöntőbíróság is reagált.
Levelet kapott a kapus, aki ellen gondatlanságból elkövetett emberölés gyanújával indult eljárás
A szurkolók üzentek neki a tragédia után.
Beárazta csillagát a Liverpool, 70 millió euróról indul az alku a Real Madriddal
Egyre több jel utal az eladására.
Lecserélték a zárat, balhéznak a vezetők, a gyerekek pedig kedvenc sportáguk nélkül maradtak
Plusz anyagi teher szakadt a szülők nyakába.
Durva jelenetek játszódtak le a pályán: teljesen elborult az agya a csatárnak, többször is megtaposta az ellenfelét - Videó
A bíró habozás nélkül kiállította őt.
Ha Hansi Flick nem hosszabbít, ez a szakember veszi át a Barcelonát
Olaszországból jöhet Lamine Yamalék új edzője.
Nem gondolta volna a magyar válogatott kapitánya, hogy ennyire jól sikerül a debütálása
Nem mondaná, hogy nagy kő esett le a szívéről.
Vinícius Júnior nem jelenik meg a Real Madrid edzésein, Dubajban lesz dolga
Úgysem léphet pályára eltiltása miatt, így van ideje.
Kőkeményen kritizált a Milan edzője a Fradi elleni meccs után: Nincsenek szavak arra, amit a pályán mutattunk, senkit sem tudok felmenteni
Rúben Amorim szinte sokkolva kereste a miérteket a Fradi elleni vereség után.
Bulvár
Nagy Attila Tibor: Magyar Péter példátlan lépést tett, megbosszulta magát a sietség
A történelmi igazságtétel politikai küzdelemmé változott.
Ebben a pillanatban jött a rendőrség bejelentése
Küzdelem, acélos felkészültség és kőkemény bajtársiasság – a rendvédelmi hivatás legfontosabb értékei ezúttal nem a hivatali szobákban vagy az utcákon, hanem a tatamin és a ringben mutatkoznak meg! A Magyar Ren
Ismert jogász mondta el: Szintet lépett Matolcsy Ádám üldözése, Dubajban sincs biztonságban
Matolcsy Ádám továbbra sem jelentkezett a hatóságoknál, miközben már külön erre szakosodott nyomozói egység keresi. Egy büntetőjogász szerint a külföldi tartózkodás sem jelent feltétlenül védelmet.
Itt van Trump nagy bejelentése a háborúról: egész Európát érintheti, amiről Putyin emberével tárgyalt
Az ukrán delegációval nem, Putyin küldöttével viszont leült az amerikai elnök. Szerinte közel a háború vége.
Előbb érkezik a decemberi nyugdíj, de van egy komoly bökkenő, akár 41 napot is várni kell a következő utalásra
Már december elején megérkezik a nyugdíj a bankszámlákra, de a korai utalás miatt a januári kifizetésig akár 41 nap is eltelhet. Mutatjuk a 2026-os változás részleteit és a buktatókat.
Fának csapódott reggel a diákokat szállító busz – két gyerek meghalt
Súlyos buszbaleset történt péntek reggel. A diákokat szállító jármű letért az útról, árokba zuhant, majd egy fának ütközött a francia Lent közelében. Hetven ember sérült meg. Két gyermek életét vesztette,
Magyar Péter reagált a lemondására irányuló követelésre
Álszentség, farizeusság, Fidesz a neved – reagált pénteki Facebook-bejegyzésében Magyar Péter arra, hogy a Fidesz és a KDNP csütörtökön a távozását követelte, mert több, egykoron megfigyelt személy neve is nyi
Balog Zoltán volt protokollfőnöke: Volt bőven jelzés arra, hogy Vásárhelyi János nem érdemes a kitüntetésre
Ülést tartott a kegyelmi botrány felelőseit feltáró vizsgálóbizottság.
Gajdos László bejelentette, leállították a magyarországi akkumulátorgyárak egyik beszállítójának üzemét
Elszíneződött a közelben lévő patak vize.
Nagy lehet a baj, ha ilyen értesítést kaptál a telefonodra: 99 ország érintett
Idén már másodjára küldött riasztást az Apple, miután célzott kémprogramok támadhatták meg az iPhone-okostelefonokat.
Jelentősen változik pénteken a benzin ára: a gázolajért ennyit kell fizetni
Így alakulnak az üzemanyagárak november 6-án.
Vége a kényelemnek: azonnali hatállyal törli a távmunkát ez a népszerű bank
Azonnali hatállyal megszüntette a távmunkát a felsővezetők számára az UniCredit, a szigorítást pedig 2027 elejétől a teljes dolgozói állományra kiterjesztik. A döntés teljesen váratlanul érte a dolgozókat és a
- Csökkent a gázolaj ára
- 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
- 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
- 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
- Szekszárdi? Az alábbi időpontokban tartózkodjon a zajkeltéstől!
- Online térképen láthatóak a tervezett áram- és gázszünetek az E.ON oldalán
- Nagy összegű készpénzzel érkezik az Európai Unióba? Akkor erre figyeljen!
