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
Milliós présházaktól a panorámás luxusig: Így alakítja át a borvidéki életérzés a dunántúli és balatoni ingatlanpiacot
A dunántúli és balatoni borvidékeken a szőlőhegyi, zártkerti és présházas ingatlanok piaca az elmúlt években gyökeres átalakuláson...
Liverpoolba vágyik a Premier League sztárja, januárban érkezhet
A nyáron már majdnem összejött a klubváltás.
Kármán András bejelentette a nyugdíjkorrekciót: százezrek kapnak pluszpénzt, de nem mindenki egyenlően
Megnégyszerezik a 2008 óta rögzített öregségi nyugdíjminimumot Kármán András pénzügyminiszter bejelentése szerint a kormány 2027....
Negyedévszázados áremelkedés – ennyivel lett drágább az Xbox az első konzol óta
Negyedévszázad alatt többszörösére nőtt a Microsoft Xbox konzoljainak ára a technológiai fejlődés és az infláció miatt.
Órákon át faggatták Kósa Lajost és Bánki Eriket az MNB-ügyben, ám a felelősséget mindketten elhárították a bizottság előtt
Kósa Lajos és Bánki Erik hárították a felelősséget a bizottság előtt Több mint három órán...
Kósa Lajos a vizsgálóbizottság előtt hátrált ki a jegybanki törvényjavaslat mögül, megnevezve a felelőst
Kósa Lajos tagadta a személyes felelősséget a bizottság előtt Kósa Lajos ellenzéki, volt fideszes frakcióvezető...
Kapitány István: ezentúl hetente felváltva lesz kormány-, illetve kabinetülés
Szerdánként ezentúl egyik héten kormány-, a másik héten kabinetülés lesz - közölte a gazdasági és energetikai miniszter...
Nyugdíjas önkéntest ismersz? 100 ezer forintot kaphat
Egy élet alatt felhalmozott tudást nem lehet nyugdíjba küldeni. Az Idősek Világnapja jó alkalom arra, hogy az idősödő társadalomra ne...
Beidézte a vizsgálóbizottság Varga Mihályt, a jegybankelnök azonnal bejelentette a válaszlépését
Egyhangú döntéssel idézték be a jelenlegi és a volt jegybankelnököt A Magyar Nemzeti Bank működésével...
Szuperhorror karavánok a magyar utakon - fotók
A horrorkaravánnál a rakomány közlekedésbiztonsági veszélyt jelentő szabálytalan rögzítése mellett fontos a túlsúly is, ami...
Nagyon más lesz a Hyundai Tucson
Az új Tucson nagyobb, látványosabb és technikailag is sokat változott. Pár percre már beülhettünk a Hyundai egyik legfontosabb európai...
Matolcsy Györgyöt és Varga Mihályt idézte be következő ülésére az MNB-vizsgálóbizottság
Matolcsy György volt jegybankelnököt és Varga Mihály volt nemzetgazdasági minisztert, a Magyar Nemzeti Bank (MNB) jelenlegi elnökét...
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.
Sokk a portugál válogatott keretében: Cristiano Ronaldo úgy döntött, hogy elhagyja a csapatot
Cristiano Ronaldo elhagyta a portugál válogatott keretét.
A portugálok szurkolói döntöttek Cristiano Ronaldóról, azt akarják, hogy Ronaldo ne legyen kezdő
A szurkolók többsége szerint nincs már szükség Ronaldóra.
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 Liverpool a Manchester City két világsztárját akarja leigazolni
Kihasználnák, hogy bajban van az egyik legnagyobb riválisuk.
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.
A Veszprém lelépte a döntőben a Barcelonát, gálával ült fel a világ trónjára
A katalánok örülhettek, hogy a végén tízen belülre tudtak kapaszkodni.
Magyarországon is élőben láthatjuk Lionel Messi búcsúmérkőzését
A történet 21 éve Magyarországon kezdődött.
A futballtörténelem 10 zsenije, akinek kivételes volt a tehetsége, de nem hozta ki a maximumot a karrierjéből
A tehetség egyszerre lehet áldás és átok, és a legtöbb esetben kevés az igazán nagy sikerekhez a futballpályán is. Mostani cikkünkben bemutatunk tíz olyan futballistát, akik a tehetségüket ismerve sikeresebb karrie
Bulvár
Hálapénz helyett új trükk terjed a magyar egészségügyben, és működik is
A hálapénz már teljesen kezd kikopni az egészségügyből, így a helyét egy új kiskapu vette át.
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.
Szerdán bejelentették, hogy Magyar-országon fogják megépíteni a legnagyobb energiatárolóját a régiónak
A 2027 elejére tervezett, 150 MW/300 MWh kapacitású energiatároló üzembe helyezésével a legkorszerűbb intelligens technológia válik a magyar energiarendszer szerves részévé.
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
Várkonyi Andrea és Bochkor Gábor lánya tiszta anyja a friss fotón: a 19 éves Nóri szépségétől elájultunk
A 19 éves Nóri egyértelműen édesanyja külsejét örökölte, egy igazi természetes szépségként ragyog a képen.
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.
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
- Csökkent a gázolaj ára
- Leszakadt egy vasúti felsővezeték Érdnél, jelentős késésekre kell számítani
- NAV: sok változást hoz a jövedéki szabályozásban az új törvény
- Borzasztó lesz utazni vonattal a Budapest-Pécs vonalon
- Elindultak az M1-es autópálya Hegyeshalom felé vezető oldalán a teljes körű felújítási munkák
- 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
- Itt számíthatnak torlódásra június 11-től
- Díjmentes a visszaút a Győrkőcfesztiválról
- Továbbra is folytatódnak a munkálatok az M1-es autópályán
