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
A pénztárcák már üzennek: ilyen nyár várhat a magyar vendéglátásra
Az idei nyár nem a rekordokról, hanem a stabil növekedésről szólhat. A GKI előrejelzése szerint az éttermek és kávézók forgalma a...
Magyar Péter elmondta, mikor születhet döntés a paksi turbinák újraindításáról
Csak akkor, ha a szükséges vízszint tartósan rendelkezésre áll, és több napra előre kizárható az újabb apadás. Azonban egyelőre az...
Diófád van? Akkor hamarosan ezt kell tenned, hogy bőséges legyen a termés.
A diófa metszése eltér a legtöbb gyümölcsfáétól: a megfelelő időpont és a helyes visszavágás sokat számít a fa egészsége és...
Tragédiával végződött a vas megyei tűz a hőségben – itt vannak a részletek
A tartós hőség és a rendkívül száraz időjárás miatt az elmúlt napokban jelentősen megnőtt a szabadtéri tüzek száma Magyarországon.
Szinte hihetetlen: a Duna rendkívül alacsony vízállása miatt előbukkant egy 18. századi erőd
A Duna elképesztő mértékű apadása miatt egymás után kerülnek felszínre a történelem rejtett kincsei. Újvidéknél most egy több...
Megjöttek az Eurojackpot nyerőszámai, egy szerencsés magyar nagyot kaszált
Kisorsolták a Eurojackpot 2026. augusztus 4-ei nyerőszámait. A 32. játékhét keddi sorsolásán nem volt telitalálat, de egy magyar játékos...
Miért nem szabad feldarabolt dinnyét vásárolni? A választól neked is leesik majd az állad
Bár a görögdinnye nagy része víz, viszont erős antioxidáns is van a népszerű gyümölcsben.
Megdőlt az országos hajnali minimum- és a fővárosi napközbeni maximumhőmérsékleti rekord kedden is
Újpesten kedden megdőlt a napi budapesti maximumhőmérsékleti rekord 40,3 Celsius-fokkal. A korábbi rekord szintén Újpesten volt 2017-ben,...
Hét főre zsugorodott a Megafon a leépítésekkel
Már óbudai irodájukat is felszámolják.
Durva sztori: A meccs után fegyveres rendőrök támadtak a játékvezetőkre - videók
A Cruz Azul és az Atlante felkészülési mérkőzése után a játékvezetők azt állították, hogy a mexikóvárosi közlekedési rendőrök...
Hansi Flick döntést hozott a Barca magyar válogatott kapusáról
A Barcelona vezetőedzője a keret szűkítésére készül - Yaakobishvili Áron is ideiglenesen távozhat a klubtól.
Egy kölyökkutya lopta el Rácz Jenő szívét az edzőteremben
Bájos látogató zavarta meg Rácz Jenő edzését. A Michelin-csillagos séf éppen két bokszmenet között pihent, amikor egy apró...
Sport
Szoboszlai Dominik már kongatja a vészharangot, hatalmas Liverpool-hibára híva fel a figyelmet
A Liverpool újdonsült csapatkapitánya élő adásban állt bele a csapatba hibájába, senkit sem kímélt.
Hivatalos ajánlat: 80 millió euróért a Premier League-be vinnék a Barcelona csillagát
A Manchester City után az Aston Villa is bejelentkezett Marc Bernalért.
Borbély Balázs munkában: megint átalakította a keretét a Ferencváros
Ketten kikerültek, ketten bekerültek.
Új bejelentések, egymás után passzolja el felesleges sztárjait a Real Madrid
Már nyolcnál tart a számláló.
Hivatalos: a Liverpoolt korábban 12 éven át erősítő középpályás a Chelsea-hez igazolt
A vörösökkel Bajnokok Ligáját és Premier League-et is nyert a veterán játékos.
Újabb változásokat jelentett be az MLSZ a jelenlegi, példátlan helyzet miatt
Múlt héten érte el a krízis a szövetséget.
Mégis kié lesz az idei Aranylabda? Összeszedtük az 5 legnagyobb favoritot
Egyértelmű esélyes nincs, épp ezért nagyon izgalmas, hogy kié lehet az idei Aranylabda.
Lehetetlennek hitték, mégis sikerült: történelmi rekord született a Balti-tengeren
A milliós jutalmát rákbeteg gyerekeknek adta.
Klubrekordért készül igazolni a Como a Chelsea együttesétől.
Közel a hivatalos bejelentés is...
Marco Rossi kapkodja a fejét, egymás után viszik külföldre a magyar válogatott labdarúgókat
Ebből profitálhat a válogatott.
Barcola csak a kezdet, a Liverpool még egy klasszist venne a PSG-től
Andoni Iraola több poszton is szeretné megerősíteni a keretet.
Szoboszlai Dominik félmondatát egyből felkapta a sajtó
Az angolja nem volt elég jó?
Bulvár
„Amit odabent láttam, döbbenetes volt, mindennek a legalja” – forrnak az indulatok a kertvárosban működő tömegszállás miatt
A környéken élők petíciót írtak, mert szerintük elviselhetetlenné vált az élet. A tulajdonos szerint olyanok bérelnek nála szobát, akik – bár rászorulnának – nem kapnak szociális bérlakást. Riport.
Két napig a pokolban fogunk égni, aztán jön a feketeleves - A 42 fokos kemencéből egyenesen a jégverésbe zuhan az ország
Érkeznek a nyár legkegyetlenebb napjai: szerdán és csütörtökön megállás nélkül perzsel a nap, délutánonként akár 42 fok is lehet. Pénteken azonban drámai fordulat jön: a fojtogató hőséget veszélyes zivatarok
Befőzés: betiltották ezt a régóta használt tartósítószert – Mutatjuk, mit használhatsz helyette
Mielőtt nekiállnál az otthoni befőzésnek, jobb ha tudod: a szalicil már nem használható tartósítószerként. Vannak azonban biztonságosabb alternatívák.
„Lelkiismeretünk nem engedi, hogy itt operáljunk” – 7 és fél hétre leállt a dél-alföldi gyereksebészet 2024-ben
Rovarok, csatornaszag, operáció 40 fokban – így omlott össze hét és fél hétre a szegedi gyereksebészet.
A 73 éves magyar énekesnőnek 50 ezer forint a nyugdíja: így él meg mégis
Marcellina 50 ezer forintot kap nyugdíj gyanánt, ám elmondta, hogy szerencsére így sem szűkölködik.
Durván megalázták az érdi buszsofőrt, aki rövidnadrágban vezetett, majd olyasmi történt, amire senki sem számított
Túlzottan "laza" ruhában dolgozott, az interneten akarták megszégyeníteni.
Mindent kipróbáltam a jobb szexért – végül ez az egy módszer változtatott meg mindent
Új pózok, szexjátékok, kommunikációs technikák, sokan ezekben keresik a jobb szex titkát.
„Elutaztam volna egy hétvégére a csajokkal, de a férjem képtelen volt megugrani a feladatokat” – A feleség nem válni akar, hanem visszakapni egy kicsit az életéből
Sok válást megspórolnánk, ha a férfiak megértenék ezt. A feleségem egy nap azt mondta, hogy újra meg akarja találni önmagát – és ami ezután következett, az örökre megváltoztatta a gondolkodásomat.
Az orosz propaganda Magyar Péternek üzent: Magyar úr, most hogy látja: még mindig túl drága?
Szerintük az energiaválság közeli helyzetbe került Magyarország.
Több rendőrautó és mentő érkezett a balatonfüredi apartmanhoz, haláleset miatt vizsgálódnak
Egyelőre nincs olyan jel, ami alapján gyilkosság történt volna.
Energiaválság: nem akármi történt Pakson, Magyar Péter a helyszínre tart – frissítve
Friss tájékoztatást adott a miniszterelnök.
Ötvenezer forint a háziorvos, de van otthon medence és őr: ilyen az élet magyarként Floridában
Pálmafák, egész éves napsütés és tengerpartok – sokak számára ez az amerikai álom. Egy Coral Springsben (Miami belvárosától 60 kilométerre) élő magyar nő viszont elárulta, hogy nem minden olyan képeslapszerű,
- Csökkent a gázolaj ára
- Leszakadt egy vasúti felsővezeték Érdnél, jelentős késésekre kell számítani
- NAV: sok változást hoz a jövedéki szabályozásban az új törvény
- A nagy magyar zebrafelmérés
- 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
- A miskolci vonalon késnek a vonatok
- Online térképen láthatóak a tervezett áram- és gázszünetek az E.ON oldalán
- Nagy összegű készpénzzel érkezik az Európai Unióba? Akkor erre figyeljen!
- Szombaton hat helyszínen lesz Retro Véradás
