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
Elfelejtheted a Birmingham bandáját – ezek a sorozatok még jobbak
A bűnügyi műfaj Hollywood egyik legerősebb történetmesélési terepe maradt, ugyanakkor a 21. század televíziós forradalma során olyan...
Lebukott a Samsung titkos újdonsága – mobil, ami felkavarhatja a piacot
A GSMA adatbázisában három új Samsung készülék jelent meg, köztük a várhatóan szeptemberben érkező Galaxy S26 FE.
Az ALDI-ban váltod vissza a műanyag palackokat? Akkor jobb, ha tudsz erről...
Az ALDI Magyarország üzleteiben egyre nagyobb mennyiségben váltják vissza az italcsomagolásokat: a hazai visszaváltási rendszer indulása...
Szerelmi háromszögből galaktikus háború jöhet a legjobban várt sci-fiben
A Dűne harmadik részében Chani és Irulan végre nyíltan szembekerül egymással Paul Atreides miatt.
A 21. század legfontosabb westernfilmjei 2000 és 2025 között
Ezek a filmek formálták a western műfaját 2000 és 2025 között.
Európának tervezve: megérkezett az új Omoda 7
A szuper hibrid Omoda 7 érkezésével teljessé vált az Omoda modellcsalád
Több száz kertészt keresnek: már a fizetéseket is nyilvánosságra hozták
Egyre nagyobb a kereslet a kertészek iránt: a legfrissebb információk szerint több száz új dolgozót keresnek ezen a területen, főként a...
Gyorsabban ment ötvennél, 210 ezer forintjába került - itt mértek be 1300 autóst
Az elmúlt héten Bács-Kiskun vármegyében a megengedett sebességhatárokat regisztráltan 1301-en lépték át. Volt két sofőr, aki a...
Szoboszlai indította be a liverpooli úthengert, esélye sem volt a Galatasaraynak
Három magyar válogatott játékos is kezdett az Anfielden rendezett BL-nyolcaddöntőben.
Szívet tépő sorok: Dudás Miki kislánya első születésnapját ünnepelte édesapja nélkül
Nara most töltötte be a hetedik életévét.
Bajnokok Ligája: Szoboszlaiék a PSG ellen folytatják, Real-Bayern rangadó is lesz a negyeddöntőben - itt vannak a párosítások
Szerda este kialakult a labdarúgó Bajnokok Ligája negyeddöntőjének mezőnye - mutatjuk a párosításokat.
Bajnokok Ligája: Szoboszlai vezérletével kiütötték Sallaiékat, őrült meccsen jutott tovább az Atlético Madrid - videó
A Liverpool, a Bayern München és az Atlético Madrid is ott van a legjobb nyolc között a Bajnokok Ligájában.
Sport
Kubatov Gábor azonnal üzent a Ferenc-város kiesése után, Robbie Keane is megszólalt
A Ferencváros elnöke a közösségi oldalán köszönenet modott az eddigi nagy menetelsért.
Videó: Óriási potyagólt kapott a Fradi kapusa az Európa-ligában
Borzalmas félidőn van túl a Ferencváros a Braga otthonában.
A Liverpoolt emlegető Guardiola Rüdigerrel balhézott, Vinícius megindokolta a gúnyolódását
Álvaro Arbeloa a piros lapról és Thibaut Courtois sérüléséről is beszélt a Manchester City–Real Madrid BL-visszavágó után.
Sporting–Bodö/Glimt: mit mutatott a VAR és mit nézett a játékvezető? Háborognak a norvégok
A Bodö/Glimt játékosai először el sem hitték, hogy a bíró büntetőt fog ítélni a Sporting javára a második félidőben.
Méghogy a legveszélyesebb állás? A Fradi lubickol Európában a 2–0 után.
Az együttes nyolc ilyen párharcából hetet húzott be, kétszer jutott döntőbe, egyet meg is nyert.
Iszonyatos mélységből a csúcsra: a világ 16 legjobb csapata között Magyarország
A magyar női kosárlabda-válogatott az elmúlt négy év alatt megjárta a poklot, de most tényleg a mennyországba jutott.
Három magyar a pályán, kövesse nálunk a Liverpool és Galatasaray meccsét.
Egy lépésre voltak a bravúrtól a törökök, akik megnyerték a párharc első mérkőzését.
Ekkora pofonra senki sem számított a Camp Nouban, kilenc gól a BL-meccsen
Három félidőn keresztül remekelt a Newcastle a Barca ellen, de végül hatalmas verést kapott.
Szoboszlai elképesztően okos gólt lőtt a Bajnokok Ligájában – videó
A Galatasaray csapatát fogadták az Anfield Roadon.
Véget ért az Odüsszeia: az iráni női válogatott drámai hazaérkezése
A csapat több országon át vezető, tíz napon át tartó hosszú út végén jutott vissza Iránba.
A Citynek nem volt esélye a fordításra, a Real Madrid kettős győzelemmel jutott a negyeddöntőbe
Nagyjából 20 percig volt minimális esélye a Manchester Citynek a fordításra.
A legjobbak közé választották a vb-re bravúrosan kijutó magyar válogatott centerét
Csapatunk 28 esztendő után léphet újra pályára világbajnokságon.
Bulvár
Mérhetetlenül megalázták Nagy Ferót, több színész összefogott ellene
Ez az eddigi legdurvább lejáratóvideó.
Kutatók: a Békemeneten 58 ezren hallgatták Orbánt, a Nemzeti Meneten 162 ezren Magyart
Tudományos módszerekkel megbecsülték a március 15-ei politikai felvonulások méretét.
„Júniusra halott lett volna” – Donald Trump nevetve kotyogta ki egy képviselője halálos betegségét
Az amerikai elnök hozzátette, hogy ő mentette meg Neal Dunn életét.
Váratlan fordulat a március 15-i számháborúban, külföldi újság olyan becslést tett, amit még sehol sem hallhattál
A számháború még napokig tart majd, külföldön is becslésbe kezdtek.
Trump éjjel brutálisan lecsapott - az óriásbombázás után NATO-kilépés jöhet?
Óriásbombákat vetett be a Hormuzi-szoros térségében az Egyesült Államok. Donald Trump eközben azzal fenyegetőzött, hogy kilép a NATO-ból, amiért a tagországok megtagadták segítségkérését.
Lángokban áll a világ legnagyobb gázmezője, az egekbe szökött az olaj ára
Irán megfojtja a világ olajellátását.
Ez a színésznő volt Gobbi Hilda titkos szerelme: csak úgy lángolt köztük a szenvedély, hivatalosan mégsem vállalták fel a románcot
Gobbi Hilda sosem csinált titkot abból, hogy a saját neméhez vonzódik, ám amikor beleszeretett egyik híres kolléganőjébe, mégis arra kényszerült, hogy eltitkolja a nyilvánosság elől a forró románcot.
Szigorítanak a benzinkutaknál: többet kell fizetnie hamarosan annak, aki így tankolna Szlovákiában
Tarthatatlanná vált a helyzet az észak-szlovákiai benzinkutakon, mivel tömegesen járnak át az üzemanyagért Lengyelországból. A szlovák kormány külön árkategóriával szabna gátat a gyakorlatnak.
Három halott, három sérült: borzalmas balesetet okozott egy nő Debrecenben
A TWN.hu információi szerint vádemelést javasol az ügyészség a nővel szemben, hat évet kérnek rá.
Megtalálhatták az első egyértelmű bizonyítékot arra, hogy a világűr mélyén összetett, gyűrűs szerkezetű kénvegyületek is vannak
A Max Planck Földönkívüli Fizikai Intézet (MPE) és a spanyol Asztrobiológiai Központ (CAB) szakemberei egy minden eddiginél összetettebb kénalapú molekulát azonosítottak a világűrben a G+0.693–0.027 jelű molekul
Hegedűs Zsolt válaszolt a „takonygerincező” Takács Péternek
Kétszer is üzent a fideszes államtikárnak.
- 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
