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
Hatalmas sokk érte Radics Gigit. Csodálatos előadása érthetetlen indulatokat szült
Erre nem számított!
Hazugság csapda? Mindenkit átvert a Nagy Ő hercegnője
Mindenki sokkot kapott hirtelen tőle.
Állólámpa a konyhában? A 2026-os világítási trendek legmeglepőbb fordulata
A konyha ma már nemcsak főzésre szolgál, hanem a mindennapok egyik legfontosabb találkozási pontja lett. Mégis, sok tér akkor is ridegnek...
Mondhatjuk-e az EU szerint egy friss gyümölcsről, hogy egészséges?
Eddig elképzelhetetlennek tűnt, most azonban precedens született. A döntés mérföldkő lehet a funkcionális élelmiszerek piacán.
Két, Oroszországgal szomszédos állam áramellátása is összeomlott
Ukrajna és Moldova több részében, köztük a fővárosokban, Kijevben és Chisinauban is jelentős áramkimaradás volt szombaton...
„Megtudtam, hogy börtönben ül, mert megölte a dögös lányt, akiért elhagyott.” – Történetek, amikor fájt belenézni az ex új életébe
A volt szerelmünk után kémkedni fájdalmas következményekkel járhat. Néha jobb nem tudni, mi történt velük azóta.
Hihetetlen felfedezés: A NASA közzétette, ilyen még nem volt
A lenyűgöző fotót a James Webb-űrteleszkóp készítette.
Ennyi spórolt pénzük van a fiataloknak
A K&H által megkérdezett jellemzően huszonéves fiataloknak átlagosan 807 ezer forint megtakarításuk van, ami a kutatások tíz éves...
Curtis felesége elárulta: előtte hat órával már nem eszik
Barnai Judit bevallotta: mit eszik előtte.
Szlovákiában is belebukott egy politikus az Epstein-ügybe, lemondott Robert Fico tanácsadója
Miroslav Lajcák visszautasítja a sajtóban megjelent híreszteléseket.
Nem költözik be pápai lakosztályba XIV. Leó
A szentatya elődjéhez hasonlóan döntött.
Szigligeti Ivett szívszorító búcsúja után egy dolgot kért mindenkitől
Pénteken végső búcsút vettek a 34 évesen elhunyt Dudás Miklóstól a pestszentlőrinci temetőben. Özvegye a temetés után a...
Sport
Összeszedtük napjaink 10 legcsinosabb teniszezőjét
Hajrájában van az év első Grand Slamje. Jó alkalom ez arra, hogy megmutassuk a mezőny legcsinosabb versenyzőit.
Djokovics fricskája Sinner legyőzése után: Köszönöm, hogy visszavonultattatok.
A 38 éves szerb legenda pályafutása huszonötödik Grand Slam-győzelmére hajt.
Liverpool: "Kerkez lehetett volna az új Roberto Carlos az Anfielden"
Bár a Liverpool téli átigazolási időszaka eddig visszafogott, komolyabb visszhangot okozott Andy Robertson esetleges Tottenhamhez igazolásának híre. Bár jelen állás szerint a skót marad, a felvetés újra reflektorfén
Robbanhat az átigazolási bomba? Szoboszlai liverpooli riválisa az Interbe tart
A téli átigazolási szezon egyik legnagyobb meglepetése jöhet. A hírt már Fabrizio Romano is megerősítette.
10 futballista, akit imádtunk a 2000-es években
A berobbanó Cristiano Ronaldo vagy Messi, a csúcson levő Ronaldinho és Kaká. Összeszedtünk tíz olyan futballistát az ezredforduló első évtizedéből, akit élmény volt nézni.
Nehezen kezelhető magyar válogatott játékossal erősít a Csíkszereda, Dárdai Pál is döntést hozott
Mindkét érkező komoly névnek számít, ugyanakkor érkezésük szakmai és mentális kérdéseket is felvet.
Izland a hajrára elfáradt, a dánok hazai pályán szerezhetik meg az Európa-bajnoki címet
Dánia a hajrában nem hagyott kérdést, tizennégy év után ismét Európa-bajnok lehet.
Karrierje csúcsán Szoboszlai Dominik, egy csapatban Mbappéval, Yamallal, Kane-nel, Vitinhával
Mindenhol bekerült a ligaszakasz legjobb tizenegyébe.
Újpest: Dárdai korábban 25 millió eurós játékosa érkezhet
A Sky Sport német kiadása szerint megszületett a teljes körű megállapodás az Újpest FC és az FC Augsburg között, így a német Arne Maier a lila-fehérek játékosa lehet.
Horvátország kipurcant, a németek döntőt játszanak a kézilabda Eb-n
A kézilabda Európa-bajnokság első elődöntőjében kapusparádéval jutott döntőbe Németország.
Az ETO FC lehet a Paks–Ferencváros csata legnagyobb nyertese
A tolnaiak az elmúlt években többször is borsot törtek a Fradi orra alá.
Premier League-edzőt csábíthat el a Real Madrid, Sergio Ramos a Serie A-ból kaphat ajánlatot - külföldi körkép
Ezek voltak a legfontosabb és legérdekesebb pénteki hírek a külföldi foci világában és a nemzetközi átigazolási piacon.
Bulvár
Erdélyben épül Orbán Viktor „vámpírbirodalma”, sokkoló állítás egy friss elemzésben
Nem Drakula az egyetlen „vámpír” Erdélyben, külföldi elemzés jött Orbán Viktor titkos hálózatáról.
Szenzáció, visszavonták a Benes-dekrétumokat, ezt el akarják titkolni a magyarok elől
Megdöbbentő dokumentum látott napvilágot.
Szijjártó Péter durván megsértette a karcagiakat, pedig a miniszterelnök küldte oda
Érdekes videó került fel a külügyminiszterről.
Futárként keres pénzt az év magyar sorozatszínésze
Bacskó Tünde azt mondta, azon is elgondolkozott, hogy abbahagyja a színészetet.
Megszólalt Fenyő Miklós menedzsere: ezt mondta az énekes halálhíre után
Röviden tudott csak nyilatkozni.
Levetkőztek a kamera előtt. 10 izgalmas filmjelenet
A filmcsillagok képesek sok mindent megtenni egy jó szerepért, ahogy az alábbi tíz esetben is, amikor olyan híresség dobta le a textilt, akiről nem is gondolnánk.
Megvan a csalás miatt újraszámolt szavazatok utáni eredmény
A kormányzó Önrendelkezés nyerte meg a koszovói választásokat a végleges eredmények szerint.
Rendkívüli műsorváltozás a TV 2-n: Így tiszteleg a csatorna
Váratlan tragédia áll a háttérben.
Détár Enikő és Rékasi Károly 24 éves fia kórházba került: ordított fájdalmában
Rékasi Zsigmondnak mentőt kellett hívnia, elmesélte, miért került kórházba.
Elhunyt Bódi Gábor
Fájdalmas veszteség érte a vasutasokat Kunhegyesen. Péntek délelőtt munka közben, a vasútállomáson lett rosszul és hunyt el Bódi Gábor forgalmi szolgálattevő. A mentők gyors kiérkezése ellenére az újraéleszté
Elhunyt Fenyő Miklós: a 78 éves énekes nem gyógyult fel a betegségből
A hajnali órákban elhunyt Fenyő Miklós, a Hungária legendás frontembere.
Most jött: mentők és tűzoltók szirénájától hangos Budapest, nagy a baj
A tűzoltók áramtalanítják a járműveket. Budapest XI. kerületében van szükség a mentésre.
- Csökkent a gázolaj ára
- Leszakadt egy vasúti felsővezeték Érdnél, jelentős késésekre kell számítani
- NAV: sok változást hoz a jövedéki szabályozásban az új törvény
- Szeretetfa jótékonysági akciót szerveztek ismét Nagykanizsán - videó
- Nagykanizsa ráfekszik a kerékpár turizmus fejlesztésére
- Eltűnt Rácz János, kanizsai férfi
- 2018-ban is hívható a kanizsai menhely adományovonala
- Állást keres Nagykanizsán? Mi segítünk!
- Ezeken a helyszíneken adhat vért Nagykanizsán!
- Nagykanizsán ismét lehetőség van véradásra a héten
- Ismét vért lehet majd adni Nagykanizsán!
- Az E.ON nevével visszaélve téveszthetik meg a lakosságot
- Így úszható meg a hosszú várakozás a horvát autópálya-kapuknál
