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
Száraz István kitálalt a milliárdos jegybanki tranzakcióról, és tisztázta saját szerepét a nyomozásban
Teljes elhatárolódás a vitatott értékpapírcserétől A nyilvánossághoz eljuttatott nyilatkozatában Száraz István vállalkozó...
Míuszban zártak a vezető nyugat-európai tőzsdék, emelkedik az olajár
Mínuszban zárták a kereskedést a vezető nyugat-európai tőzsdék pénteken.
Magyar kutatók vezetésével olyan új hatóanyagot fejlesztettek ki, amely segíthet a szívinfarktus utáni mikrokeringési zavarok kezelésében
A CLN-2501 nevű kísérleti hatóanyag a simaizom-miozin működésének gátlásával segíti a hajszálerek tágulását.
Matolcsy György ügyvédje: Nyilván nem viseli jól a bezártságot az ügyfelem - videó
Pénteken, két nappal az őrizetbe vétel után a bíróság elrendelte egy hónapra Matolcsy György volt jegybankelnök, valamint két további...
Hankó Balázs nincs jól, de kitart
A Fidesz-KDNP Bem téri október 23-i ünnepségén Hankó Balázs felesége olvasta fel a politikus üzenetét.
Döbbenetes, mire bukkantak a kutatók a kínai agyagkatonákon - ez a felfedezés mindent átírhat
Ujjlenyomatok megvizsgálását követően lettek erre figyelmesek.
Ez történik, ha ősszel nem metszed meg a rózsáidat.
A rózsa őszi metszése nemcsak esztétikai kérdés: a fagyvédelem, a betegségek megelőzése és a bokor formájának megőrzése miatt is...
Kórházba került Vincent Kompany.
A hírek szerint mentőhelikopter szállította őt el az edzőközpontból!
Ausztria kiutasított négy orosz diplomatát kémkedés gyanúja miatt
Ausztria kiutasított az országból négy orosz diplomatát a biztonsági szervei által feltárt tények alapján - írja az MTI az osztrák...
Kellemetlen olajpiaci lépésre kényszerült az Egyesült Államok
Az amerikai energiaügyi minisztérium pénteken mintegy 400 ezer hordónyi nyersolaj sürgősségi felszabadítását engedélyezte az ország...
Ha Orbánt is elviszik, olyan forradalom lesz, ami elsöpri a Tisza-kormányt – zászlómenettel emlékezett október 23-ára a Fidesz
Vajon Orbán Viktorig elérhet az elszámoltatás?
Cristiano Ronaldo újabb lépést tett afelé, hogy még nagyobb legenda legyen
A 41 éves portugál klasszis megszerezte 982. hivatalos találatát az Al-Nasszr legutóbbi bajnoki mérkőzésén.
Sport
„A holttesteket már elszállították” – Kiderült a liverpooli Jota utolsó üzenete feleségéhez
A Liverpool sztárjáért nagyon izgult a felesége, aki megérezte a tragédiát. Most beszámolt minden részletről.
Szoboszlai Dominik nem jelent meg az edzésen, már a helyettesekről suttognak Liverpoolban
Szoboszlai Dominik újra megsérült a Liverpool előző bajnoki meccsén, és a hírek szerint most több mérkőzést kell kihagynia.
Gulácsi Péter után egy másik focistát is kirabolták: Megkötözték a riadt családtagokat a maszkos rablók
Gulácsi Péter után egy másik focista családját is kirabolták: megkötözték a riadt családtagokat a fegyveres, maszkos rablók Spanyolországban!
Odaszúrt a Fradinak a portugálok edzője: "Aki látta a meccset, aligha tudta megmondani, hogy melyik csapat a sokszoros bajnok"
A Ferencváros elleni Európa Liga-mérkőzés után a Torreense másodedzője, Carlos Simões úgy vélte, a végeredmény csalóka, és szerinte a pályán látottak alapján aligha lehetett megmondani, melyik csapat a sokszoros
„Robbantsátok fel a hidat.” – megrázó részletek, hamis bizonyíték az 1956-os olimpiai csapat drámájáról
Kilenc hónapig azt sem tudták az apjukról, él-e, vagy meghalt.
Kubatov Gábor kontra kormány: egy jogász szerint akár nemzetközi fórumokig is eljuthat a vita
Hosszas csatározás következhet.
Németország: Összeesett, majd mentőhelikopterrel kellett kórházba szállítani a Bayern München edzőjét
Állítólag vírusfertőzés miatt kellett kórházba szállítani Vincent Kompanyt.
Doppinggyanúba keveredett az olimpiai- és világbajnok sportoló
A 33 éves klasszis nagyon sok aranyérmet nyert a profik között.
Meccsen szerzett sérüléseibe halt bele a fiatal sportolólány
Az orvosok minden igyekezetük ellenére sem tudták megmenteni őt.
LeBron James visszaszólt az őt őrjöngve kritizáló Donald Trumpnak
Nagyon nem kedvelik egymást.
Az FC Barcelona és a Real Madrid is megvenné a Premier League új csillagát
A Transfermarkt szerint 65 millió eurót ér.
Összeesett a Bayern München edzője, mentőhelikopterrel vitték kórházba a szakembert
Nagy az aggodalom a bajor klubnál.
Bulvár
Brutális adóemelés jön egy hét múlva
A cigaretta jövedéki adója 9 százalékkal, a hevített dohánytermékeké 25 százalékkal, a finomra vágott fogyasztási dohányé 26 százalékkal emelkedik.
"A szemem előtt megd.gta a barátnőmet, engem meg az a csávó" - A TV2 sztárja zokogva vallotta be, mit műveltek a szerelmével
Egyre érdekesebb fejlemények történnek A Kísértés villájában és azon kívül a TV2 műsorában. Petra és Máté egy párként érkeztek a szigetre, azonban úgy tűnik, külön fognak távozni. A férfi egyre közelebb
Ha a legrosszabb forgatókönyv valósul meg, Románia és Magyarország között akár két óra eltérés is lehet majd
A Magyar Alvás Szövetség már évekkel ezelőtt is a téli időszámítás bevezetését javasolta, ugyanakkor a legtöbb európai országban – a magyarországi polgárok körében is – a nyári időszámítás a népszerű
Példátlan tél közeleg: Közép-Európa nem szokott hozzá ilyesmihez
Aki már most a havas tájat és a kemény fagyokat várja, annak csalódást hozhat a következő tél. A legfrissebb szezonális előrejelzések szerint a 2026/2027-es téli hónapokban Európa jelentős részén az átlagosnál
Vallomást tett Matolcsy György
Több mint két órán keresztül hallgatta meg a bíróság Matolcsy György volt jegybankelnököt, akit különösen jelentős vagyoni hátrányt okozó gazdasági csalás bűntettével és hamis magánokirat felhasználásána
Mentőautó gázolt halálra egy 3 éves óvodást
Meghalt az a hároméves kisfiú, akit egy mentőautó ütött el. Az orvosok napokig küzdöttek az életéért. A rendőrség az ügyészség felügyeletével vizsgálja a történteket, egyelőre senkit sem gyanúsítottak meg.
Tóth Ilona bevallotta, hogy gyilkolt – de hihetünk-e a vallomásának?
Koncepciós per vagy tragikus „forradalmi baleset”? Tóth Ilona történetét vallomások, ellentmondások és egymással vitázó történészi értelmezések övezik.
Ítéletet mondott a Fitch Ratings Magyar Péterék költségvetési terveiről
Karnyújtásnyira kerülhet az euróövezeti csatlakozás.
„Fogolykiváltó ima 2.0”: Matolcsy Györgyért szólhat az ima Hatvanpusztán
„Fogolykiváltó ima 2.0”! Közös imaórát hirdettek meg Hatvanpusztán a letartóztatott ex-jegybankelnökért.
Novembertől sokkal drágább lesz ez a termék: a boltok felkészültek a rohamra
A jövedékiadó-emelés miatt.
Szennyezett kolbászokat hívtak vissza: meg ne edd, ha vettél belőle
Mikrobiológiai eltérést tartalmazó füstölt árukat hívott vissza a Konkoly Zrt. A Nébih közösségi oldalán is figyelmeztet.
„A holttesteket már elszállították” – Kiderült a liverpooli Jota utolsó üzenete feleségéhez
A Liverpool sztárjáért nagyon izgult a felesége, aki megérezte a tragédiát. Most beszámolt minden részletről.
- 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!
- Szombaton hat helyszínen lesz Retro Véradás
- Lezárásokra, forgalomkorlátozásokra kell készülni ma és holnap Budapesten
- Óvjuk adatainkat úgy, mint a pénztárcánkat
