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
Lengyelország 2 milliárd euróért épít légvédelmi rendszert az orosz drónok ellen
Így reagálnak arra, hogy szeptemberben egy tucat orosz drón hatolt be a lengyel légtérbe
Szíved egészségét védi, ha így zuhanyzol
Javítja a keringést, támogatja a szív egészségét, de nem mindenkinek ajánlott, hogy így zuhanyozzon.
Szoboszlai nélkül még a tök utolsó sereghajtóval is megszenvedett a Liverpool
Kerkez Milos végigjátszotta a mérkőzést, amely Florian Wirtz első hivatalos liverpooli gólját hozta.
Nem kegyelmez az időjárás, kemény éjszaka előtt állunk
A nyugalom csak látszat.
„Iszonyú nehéz volt” – Kitárulkozott Muri Enikő
Nem volt könnyű számára az idei év, mégis hálás.
Az igazi csoda: 20% esélyt adtak a túlélésre a fiatal nőnek, aki ma már boldog édesanya
Rácáfolt az orvosokra a fiatal lány.
Újévi fogadalmak nélkül is lehet változtatni – amit idén megtanultam
Sokáig úgy gondoltam, hogy a változás kulcsa a január elsejei fogadalmakban rejlik. Azonban az idei év megtanított arra, hogy a valódi...
Premier League: Szűkösen verte a Liverpool a sereghajtót, nem hibázott az Arsenal és a City - videó
A Liverpool, az Arsenal és a Manchester City sem hibázott szombat délután.
Varga Judit is megszólalt Szily Nóra Magyar Péterrel készült interjújáról
Csak egyetlen szót posztolt.
Ezer eurós jutalom egy fóka nyugalmáért
Az olasz tengerparton próbálják megóvni a kíváncsiskodóktól.
Galambos Lajos szőke bombázó lánya 27 éves lett: Bogi egyre sikeresebb divattervező
Galambos Bogi elképesztő sikereket ért már el szakmájában, divattervezőként már saját márkája van.
Egy új rendszer logikája III.
Ha egy államfőt választás útján jelölnek ki, az a legmagasabb politikai jutalom a pártok számára, a pártok közötti versengés...
Sport
Vizsgálják, honnan szerezte a maszkot a holtan talált norvég sílövő
A szövetség főtitkára szerint az ügy számos megoldatlan kérdést vet fel.
Magyarok nélkül maradhat a Liverpool
Nem ezt szoktuk meg.
15 éves magyar csatárért érkezett eurómilliós ajánlat a német Bundesligából
Nemzetközi mércével is kiemelkedő az összeg a korosztályon belül.
Ha Varga Barnabást engedi el télen a Fradi, nehezebb lesz pótolni, ha Tóth Alexet, akkor több lehet a bevétel
A klubvezetőknek kell eldönteniük, vajon a tavaszi menetelésben akár egyiküket is tudják-e nélkülözni.
Annyira csóró volt a Barcelona, hogy könyörögtek Lewandowskinak, ne rúgjon több gólt
2,5 millió euró sorsa volt a tét.
2025 legzseniálisabb góljai: Az év legtrükkösebb szabadrúgása
Az év végén jövünk egy sorozattal, amelyben felelevenítjük, hogy szerintünk melyek voltak 2025 legszebb góljai. A hetedik nap egy ritkán látott trükkös szabadrúgásé a főszerep.
Szoboszlai és Kerkez is reagált Szalah posztjára, mindenkit meglepett az egyiptomi
A Liverpool-játékosok úgy tűnik, örülnek az egyiptomiak sikerének.
Újabb rekord és gyász a darts-vb-n, ahol sorra hullanak a világbajnokok
A kiemeltek több mint fele kiesett, új játékosok jelentkeztek be a végső győzelemért és a Premier League-indulásért.
Gerendás György: Mindig jött velem a baj, megtalált, soha nem én kerestem
Másfél éve él nyugdíjasként a magyar vízilabda ezer fokon égő legendás alakja. Exkluzív nagy interjú.
Luxushelyszínen kérte meg párja kezét Csoboth Kevin
Dubajban tette fel a nagy kérdést.
A műsor, amiért a rádió sportosai is ölni tudtak volna
A Körkapcsolás a sportrádiózás non plus ultrája volt, ebbe bekerülni pedig maga a dicsőség.
Soha rosszabb évet: Szoboszlai Dominik szupersztár lett, Kerkez Milossal óriásit fordult a világ
2025-ben magyar játékosoktól volt hangos a világ legjobb bajnoksága.
Bulvár
Hányszor kell zuhanyoznia egy idős embernek? 65 felett hetente ennyi alkalom az ideális
Heti néhány zuhany is elég lehet? Ezt mondja a tudomány a 65 év felettiek bőrápolásáról.
Sugarbaby voltam és bánom. 10+1 igaz történet
Azt hinnénk, egy sugarbaby élete csak a luxusról és kényelemről szól, de a valóság sokkal kiábrándítóbb.
49 évesen hunyt el az ünnepelt magyar színésznő: kerek idomaival sosem tudott megbékélni
Mányai Zsuzsa sorsa nagyon szomorú véget ért, a magyar színésznő sosem volt magával elégedett.
Új munkaszüneti nap jöhet Magyarországon – karácsonyi bejelentés
Karácsony előtt nem sokkal jelentette be Magyar Péter a Facebook-oldalán: a Tisza-kormány 2026-tól munkaszüneti nappá nyilvánítaná december 24-ét. A cél az, hogy minden magyar család nyugodtan, rohanás nélkül kés
Magyar Péter karácsonyi posztjából lett országos ügy, erre senki nem számított
Egy karácsonyi poszt és egy váratlan reakció teljesen új irányba vitte a történetet.
Kiderült, miért kért Magyar Péter munkát Mészáros Lőrinctől? Kegyetlen elmélet tűnt fel az interneten
Érdekes párhuzamot fedeztek fel a felcsúti vállalkozó és a Tisza Párt elnöke között.
Hónapokra elegendő ételt halmoznak fel, és óvóhelyet építenek a föld alá: ezek az emberek az apokalipszisre készülnek
Őket nem fogja meglepetés érni, ha bekövetkezne a világvége.
Felmondott a népszerű műsorvezetőnő, távozásának oka egészen rendkívüli
Teljesen eltűnt a nézők szeme elől, évekig titkolták, hogy mi volt az igazi ok, most kiderült.
Ha ezt a jelet látod a mobilodon, azonnal kapcsold ki: azt jelentheti, hogy titokban megfigyelnek téged
A telefon kijelzőjén feltűnő apró jel sokak számára jelentéktelennek tűnik, pedig fontos figyelmeztetést hordozhat. Ha nem tudod, mit jelent, könnyen figyelmen kívül hagyhatsz egy komoly adatvédelmi kockázatot is.
Videóra vették, amint 122 szarvas vonult át az úton Nógrád megyében
A ritka felvételt egy autós készítette a szarvasrudliról Vanyarc közelében.
„20 év után elváltunk és amit érzek, az a nagy semmi…” – 10 történet a házasságról: elválás után
Egy több évtizedig tartó kapcsolat lezárása nem mindig jár azonnali katarzissal. Az alábbi történetek különböző érzéseket és tapasztalatokat mutatnak be a válás utáni életről.
Szörnyű buszbaleset: 10 halott, 32 sérült
Legalább tíz ember meghalt és 32 másik megsérült egy buszbalesetben Kelet-Mexikóban - jelentették be Veracruz állam hatóságai.
- 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
