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
Kimondták, amitől mindenki tartott: évekig tarthat a mostani üzemanyagkrízis
Az Egyesült Államok Energiainformációs Hivatala szerint az amerikai–iráni háború okozta olajellátási zavarok – napi mintegy 600 ezer...
Brutális baleset Kispesten: betonkeverő csapódott a villamosba, egy gyerek is súlyosan megsérült
Öt ember megsérült, köztük egy 10 éves kisfiú is, amikor kedden délelőtt összeütközött egy betonkeverő teherautó és egy villamos...
Férjhez ment Bruce Willis és Demi Moore lánya – Nem tévedés: 712 órán át készült ez a menyasszonyi ruha – fotók
Tallulah Willis, Bruce Willis és Demi Moore legfiatalabb lánya egy meghitt szertartás keretében mondta ki a boldogító igent Justin Acee...
Megérkezett a víz a rétimajori tavakba, de addigra 180 tonna hal pusztult el
A halállomány mintegy 40 százaléka odaveszett az Aranyponty rétimajori és rétszilasi tavaiban. A cég szerint a halpusztulás jelentős...
Büdös a lefolyó a hőségben? Ez a két hozzávaló perceken belül megszünteti a szagot
Nem képzelődünk: a meleg egyszerűen felerősít mindent, amit a lefolyó mélye hónapok óta gyűjt, és amit hidegben talán észre sem...
Államfőhöz méltó, de vitatható körülmények mellett – így látja Baka Andrást a nemzetközi sajtó
Augusztus 19-től Baka András Magyarország új köztársasági elnöke. A nemzetközi sajtó méltatja Baka személyét, kérdésként veti fel...
Hamarosan új világra ébredhetnek a leggazdagabbak Magyarországon
Augusztus 31-től megszűnik a bizalmi vagyonkezelésbe adott vagyonelemek felértékeléséhez kapcsolódó 15 százalékos szja-mentesség.
A metrózó vaddisznó kutyafüle volt a legmenőbben tömegközlekedő állatokhoz képest
Nem álmodik, ha vonatozó farkast lát vagy buszozó kecskét.
ENSZ: szinte az összes ukrán hadifoglyot megkínozták az orosz fogságban
Az ENSZ becslése szerint Oroszország több mint 16 ezer ukrán civilt tart fogva az Ukrajna elleni háborúban, sokukat a nemzetközi joggal...
Baltával támadt a rendőrökre egy falopáson ért férfi Zalában
Erősítést kellett hívniuk.
Lassult a termőföldek drágulásának üteme
Mérsékelt szintű, de nominálisan továbbra is növekvő ártrendet jelző 3,3 százalékkal emelkedtek a termőföldárak Magyarországon...
Megjött a Tisza válasza arra, hogy a Fidesz a tatai sortűzper miatt támadja Baka Andrást
Orbán Balázs neve is előkerült.
Sport
Kiárusíthatják a Fradit, 500 millióért távozhat a magyar válogatott kedvenc
Gruber Zsombor lehet a következő, akiből pénzt tudnak csinálni a ferencvárosiak.
Kikerült a Liverpool keretéből, tényleg távozhat a válogatott középpályás
2018 óta a csapat tagja.
Az UEFA a FIFA után a VAR-t is ledozerolja - Visszatérés a hagyományos futballhoz?
Az európai foci-szövetség ráunt, hogy nemcsak a FIFA, de a gyűlölt VAR is tönkreteszi a futballt.
Szoboszlai Dominik súlyos dologról vallott, még mindig a Jota-trauma dolgozik bennük
A Liverpool magyar szupersztárját egy ír lap idézte, a csapat még nem dolgozta fel a tragédiát.
A Manchester City vinné az FC Barcelona fiatal csillagát
Tommy Marqués került az angolok látókörébe.
A világ egyik leggazdagabb és legbefolyásosabb embere lehet a Liverpool új résztulajdonosa
A futballtörténelem egyik legtöbb pénzt megmozgató üzlete van készülőben.
Szoboszlai Dominik Top10-es játékos a Premier League-ben
Sőt, a középpályások között az ötödik helyen áll egy különleges listán a Liverpool és a magyar válogatott sztárja.
Világbajnokot igazolna az FC Barcelona Ronald Araújo távozása után
Laporta célpontja Laporte.
Hivatalos: a Liverpool megszerezte a Barcelona csapatkapitányát, Araújo kölcsönben érkezik
Ronald Araújo kölcsönben a Liverpoolhoz igazolt a Barcelonától. A katalánok csapatkapitánya a 2026–2027-es idényt az Anfielden tölti.
José Mourinho új sztárja felrobbantotta az edzést: megalázta a 60 milliós védőt
Selejtnek hitték Skóciában, most a Real Madrid legdrágább sztárja lett
Egy spanyol újságíró térfigyelő kamerákkal próbálta követni, hogy éppen hol jár a Barca kiszemeltje
Szinte már semmin nem lehet meglepődni, ha a spanyolországi átigazolási időszakot nézzük, de ezen azért nekünk sikerült.
Túl sok gólt szerez Erling Haaland, ezért nem lehet a Manchester City csapatkapitánya
Megindokolta döntését a csapat edzője.
Bulvár
A sürgősségi osztály egyre több „avokádós kézről” számolt be
Egyre többen kerülnek kórházba avokádó szeletelése közben szerzett sérülésekkel. Sok esetben műtétre is szükség van. A A sürgősségi osztály egyre több „avokádós kézről” számolt be bejegyzés először
Kiderült az igazság a fideszes képviselők eskübakijáról, nem Magyar Péter zavarta őket
Palóc André és Hortay Olivér megmagyarázta miért bakiztak, csak az nem éppen úgy történt.
Elindult az országos körözés, az RTL telefonvonalai csak úgy izzanak, a magyarokon múlik ki kerül a rácsok mögé
Az RTL ismét útjára engedi a reality műsorok fenevadját, a kereskedelmi televíziózás vérdíjas ámokfutását, meglepetés pedig akadt bőven.
Búcsúlevelet írt a gyermekeinek egy esztergomi anya, majd felgyújtotta magát, ő túlélte a tűzvészt, de a 16 éves lánya meghalt
A 40 éves nő és élettársa súlyos sérüléseket szenvedett. Az ügyészség 12 év 6 hónap fegyházbüntetést kért az asszonyra.
„Ne akarj apukád lenni” - Kóbor Léna bikiniben jelentette be, rögtön brutálisan nekiestek az emberek
Keményen beszóltak Kóbor Lénának.
A legmagasabb fokú figyelmeztetést adták ki, kegyetlen hőség jön
Kedden újabb fokozatba kapcsol a hőség, az ország egyes részeire már kiadték a figyelmeztetést.
Megvan a dátum: ekkor érkezik az országos eső, ami véget vethet a hőségnek
Egy hosszabb távú meteorológiai számítás szerint augusztus 17–18. körül országos csapadékot hozó frontrendszer érkezhet Magyarországra. T. S. Eliot A puszta országában is a közelgő eső ígérete töri meg a kis
Zivatarok csapnak le ezekre a megyékre kedden: az egész országra kiadták a riasztást
Változatos időjárás vár az országra augusztus 11-én.
Kiárusíthatják a Fradit, 500 millióért távozhat a magyar válogatott kedvenc
Gruber Zsombor lehet a következő, akiből pénzt tudnak csinálni a ferencvárosiak.
A cigányok egyre pofátlanabbak, a Tisza frakcióvezetője szörnyeteg a Mi Hazánk politikusa szerint
Ábrahám Barnabás a roma holokausztról szóló parlamenti megemlékezés miatt támadta a Tisza politikusait.
„Stand-up komédia Fidesz módra” - Magyar Péter porig alázta a bakizó fideszeseket, majd szenzációs hírt közölt
Magyar Péter arcát látni kell a fideszes baki után.
„Ő 59, én 56” – Erős Antónia szokatlan fotót posztolt, hollywoodi világsztárral vetette össze magát
Erős Antónia kendőzetlenül őszinte posztban hasonlította össze magát Halle Berryvel, fontos üzenetet megfogalmazva minden nő számára.
- 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
