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
Meglepő bejelentést tett Putyin: ezen a ponton érhet véget a háború
Vlagyimir Putyin orosz elnök szerint Moszkva minél előbb lezárná az ukrajnai konfliktust, mégpedig béketárgyalások útján. Az államfő a...
Sírás, veszekedés, felszabadulás: a közmédia átállásának belső története
A parlamenti választás utáni napokban egymásnak estek a közmédia egyes munkatársai. Bár sokan felszabadulásként élték meg a...
Timothy Garton Ash: A populizmus elleni harcban úgy kell tenni, ahogy Magyar Péter tette
Mi történik Németországban? Miért nem tud az AfD választ adni a világ jelenlegi problémáira? Erről is beszélt a professzor a Spiegelnek.
21 Kutatóközpont: Visszaesett a Tisza támogatottsága május óta, a Mi Hazánké viszont kilőtt
A felmérés alapján 60 százalékra mérséklődött a kormánypárt fölénye a választani tudók között. Toroczkai László pártja közben...
Részleteket árult el Christa Pike ügyvédje: így van most kivégzését túlélő kegyetlen gyilkos
Kritikus állapotban, kórházban ápolják Christa Pike-ot, miután a kivégzésére beadott két halálos adag pentobarbitál sem végzett vele....
Kegyetlen összegért kelt el Michael Jordan Ferrarija
Az 1997-es Ferrari 550 Maranellóért sokkal többet fizetett valaki, mint amire bárki számított.
Flydubai-járat: egy utas onnan tudta, mit kell tennie, hogy sokat nézte a Légikatasztrófákat
Ezt az izraeli miniszterelnöknek árulta el.
Papíráru, ruhák, vitaminok – megjelent a rendelet, mire költhető az 50 000 forintnyi iskolakezdési utalvány
Hetvennégy termékcsoport árucikkeiből lehet vásárolni az utalványokért, amiket március 15-ig használhatunk fel.
Mentőszolgálat: 15 perc kellene, de még mindig több, mint 25 perc alatt érkezik mentő a legsúlyosabb esetekhez
A mentőszolgálat augusztus végén jelentette be, hogy szeptembertől nyilvánossá teszi a kiérkezési időket országos, budapesti és...
Immunerősítő, szívvédő, hangulatjavító, és ma van a világnapja – Tudod, mi az?
Október első péntekje a mosoly világnapja.
Áthelyeztek két rendőrt a „kékharisnyázós” levél miatt
Lezárult a belső vizsgálat a HVG újságírójának véletlenül elküldött, sértő hangvételű e-mail ügyében. A rendőrség vezetése...
Több mint egy perccel javult a mentők kiérkezési ideje, de még messze a 15 perces cél
Szeptemberben a legsürgősebb esetek 90 százalékához még így is 25 perc fölött értek ki a mentők.
Sport
„Rossi ugyanúgy egy pénzéhes ember, mint a többi focista” – A szurkolók a lemondásért könyörögnek, míg az MLSZ váltig kitart Rossi mellett
Forrnak az indulatok a gólképtelen magyar válogatott körül. Míg a szurkolók Marco Rossi lemondását követelik és Rebrov érkezését pletykálják, az MLSZ határozottan cáfol.
Florian Wirtz klubváltása a címlapon, a Liverpool legnagyobb riválisa akarja leigazolni
Pikáns transzfer készülődik a Premier League-ben.
Kiderült, hogy Ronaldo azért lépett le a portugál válogatottól, mert szerinte tiszteletlenül viselkedett a szövetségi kapitány
Úgy érzi, hogy becsapták, elárulták.
Költségvetési csalás miatt tettek feljelentéseket a Balatonnál, kétmilliárd mehetett el a semmire
Máig nem készültek el a munkák, pedig 2019-ben volt a határidő.
A Veszprém lelépte a döntőben a Barcelonát, gálával ült fel a világ trónjára
A katalánok örülhettek, hogy a végén tízen belülre tudtak kapaszkodni.
Nincs több kifogás: győznie kell a magyar válogatottnak, de ez a 3 kulcsember biztosan nem játszhat pénteken
A magyar labdarúgó-válogatott pénteken 20:45-től fogadja a georgiai csapatot a Puskás Arénában, de a siker elmaradása esetén alaposan megcsappanna az esély a célként kitűzött feljutásra a Nemzetek Ligája másodosz
Itt van a konfliktus, amiért Cristiano Ronaldo elviharzott a portugál válogatott edzőtáborából
Még a repülőtéren is próbálták győzködni a támadót, hogy forduljon vissza.
Liverpoolba vágyik a Premier League sztárja, januárban érkezhet
A nyáron már majdnem összejött a klubváltás.
Az évszázad gólját lőtte a magyarok mészárosa, mégis elszórakozta a kétgólos előnyt Írország
Troy Parrott az osztrákoknak is letette a névjegyét.
Változik a csapat: ez a játékos lehelhet életet a magyar labdarúgó-válogatottba
Valamit kezdenie kell a támadójátékkal Marco Rossinak.
Magyarországon is élőben láthatjuk Lionel Messi búcsúmérkőzését
A történet 21 éve Magyarországon kezdődött.
Alexis Mac Allister távozhat, a Liverpool megtalálta az utódját
Egyre több jel szerint továbbáll az argentin világbajnok.
Bulvár
László Csaba: Mészáros Lőrincnek valószínűleg az év végére már nem lesz 1600 milliárdos a vagyona
A 6. évfolyamában járó Klasszis Klub Live 105. adását most a Klasszis YouTube-csatornán megnézheti, vagy a Klasszis Podcast-csatornán meghallgathatja.
Feltúrta Hankó Balázs házát a hatóság, felesége megdöbbenve ért haza
A Bács-Kiskun Vármegyei Főügyészség kezdeményezésére összeülő bírósági döntéssel párhuzamosan a NAV fegyveres kommandósai és nyomozói átfogó házkutatást tartottak Hankó Balázs korábbi miniszter családi
Most jött a leleplező fotó Orbán Viktorról
Lefotózták.
„Ne csapkod már a k**va ajtót.” – Hankó Balázsból celebet csináltak a TikTok-mémek
Hankó Balázs autós bakijából a fél ország TikTok-mémeket kezdett gyártani.
Most jött a közlés, erre senki se számított. Istenes Bence és Csobot Adél felfoghatatlan lépésre szánta el magát
Ma, csütörtökön derült fény rá.
Marad az 50 forint, mégis fontos változás jött a palackvisszaváltásnál
Megváltozott a palackvisszaváltó automatákat működtető üzletek díjazása, a vásárlók azonban továbbra is 50 forintot kapnak vissza a megfelelő jelöléssel ellátott csomagolásokért. Az új rendszerben a boltok hav
„Ártatlan volt?” – Érdeklődik Hajdú Péter a szexuális erőszakkal vádolt ismerősénél a lány szüzességéről
Mit jelent a beleegyezés, ha az egyik fél egy ötvenes-hatvanas férfi, a másik pedig egy tinédzser lány, aki az alkalmazottja volt? És mi történik, amikor egy súlyos szexuális bűncselekménnyel vádolt férfi a nyilvá
Menlevelet kap a volt igazságügyi miniszterhelyettes – feloldják az elfogatóparancsot
Menlevél kiadásáról döntött a bíróság a körözött volt igazságügyi miniszterhelyettes, Marcin Romanowski számára, akinek Magyarország 2024 végén politikai menedékjogot adott, majd idén júliusban visszavonta ez
Kiderült, miért szakadt félbe Hankó Balázs tárgyalása negyedóra után
A volt miniszter és ügyvédje időt kapott arra, hogy az iratokat áttanulmányozzák, így egy óra felkészülési időt kaptak. Ezt követően a tárgyalás folytatódik.
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.
Szalai Vivient rengetegen támadják a transzneműsége miatt, így kezeli: "Nem lesz drágább a kenyér"
Szalai Vivien, a magyar közösségi média egyik legismertebb transznemű szépségápolási influenszere most a Celeb vagyok, ments ki innen! című műsorban mutatkozott be szélesebb közönség előtt. A TikTokon több mint 1
Brutális El Niño jön: halál arat a nyomában
Több mint 450 ezren halhatnak meg az El Niño miatt 2027 februárjáig, a kutatók szerint még ennél is veszélyesebb lehet bolygón. A Brutális El Niño jön: halál arat a nyomában bejegyzés először Acnews-én jelent meg
- Csökkent a gázolaj ára
- Leszakadt egy vasúti felsővezeték Érdnél, jelentős késésekre kell számítani
- NAV: sok változást hoz a jövedéki szabályozásban az új törvény
- 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
- Online térképen láthatóak a tervezett áram- és gázszünetek az E.ON oldalán
- Nagy összegű készpénzzel érkezik az Európai Unióba? Akkor erre figyeljen!
- Lezárásokra, forgalomkorlátozásokra kell készülni ma és holnap Budapesten
- Óvjuk adatainkat úgy, mint a pénztárcánkat
- Két hétvégén is változik a vonatok közlekedési rendje
