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
Aggódnak a rajongók. Durván lefogyott Rába Tímea, most elárulta, hogyan
Látványos változáson ment keresztül Rába Tímea: az 56 éves egykori modell kevesebb mint három hónap alatt nyolc kilótól és két...
Minden alkalmazottat elbocsátottak: csőd után bezár az autóipari beszállító
Senki sem akarta megvenni a fizetésképtelen autóipari beszállítót, így a cég végérvényesen megszűnt. Ez hivatalos. Keserű hír az...
5 hétköznapi tárgy, ami miatt boldogtalan vagy a saját otthonodban a Feng Shui szerint
Az otthonunknak a béke és a feltöltődés szigetének kellene lennie, mégis sokszor érezzük magunkat nyomottnak vagy feszültnek a saját...
Ha nincs terv, Magyarországra dőlhet a külpolitikai valóság
Magyar Péter nem tudja vagy nem akarja felismerni, hogy az európai együttműködés és integráció továbbfejlesztése kéz a kézben jár az...
Azt akarod, hogy a kutyád minél tovább éljen? Az állatorvosok néhány fontos dolgot osztanak meg
Mindannyian azt szeretnénk, ha az imádott négylábú családtagunk a lehető legtovább maradna velünk. Bár az emberek átlagosan...
Magyar Péter bejelentette: 2027-től jön az eddigi terveknél is szigorúbb vagyonadó
Magyar Péter miniszterelnök az országjárása szolnoki állomásán bejelentette, hogy a Tisza programjának megfelelően 2027. január...
Toroczkai László maradt a Mi Hazánk elnöke, a Médiatanács-tag Tóth Mátét elnökségi tagnak választották
Hétfőn dől el, hogy Tóth Máté melyik pozíciójáról mond le.
„Sajnálom, hogy nem a fején találtam el” – videón a Magyar Pétert tojással megcélzó férfi lefogása
Négy civil ruhás teperte le az ellenszegülő férfit.
Ribizli és egres ültetése ősszel: mikor ideális?
Az őszi ribizli és egres ültetés sikere nagyban függ a megfelelő helyválasztástól, a talajelőkészítéstől, a pontos ültetési...
Magyar Péter: a KATA széles körű kiterjesztésén dolgozik a kormány
A kisadózó vállalkozások tételes adójának (KATA) visszaállításán és széles körű kiterjesztésén dolgozik a Tisza – jelentette be...
Az 56 éves Uma Thurman nem vett semmit a kigombolt kabát alá: alig takarta a mellét valami a címlapon
Uma Thurman lélegzetelállító a címlapon, bevállalós fotó készült róla.
Újabb feszültségek terhelik a magyar–ukrán kapcsolatokat
Magyar Péter a kormányváltás után a magyar–ukrán kapcsolatok rendezését ígérte, az elmúlt időszakban azonban ismét több ügyben...
Sport
Bődületesen rossz tizenegyessel és drámai hajrával kezdődött a magyar válogatott csoportja a Nemzetek Ligájában
A csapat legnagyobb sztárja hibázott hatalmasat.
Ez a két játékos volt Marco Rossi magyar válogatottjának leggyengébb pontja
Értékelés az ukránok elleni vereség után.
„Nem volt közük a meccshez” – Szoboszlai kritizálta a balhét kirobbantó ukránokat
Sajnos a magyar válogatott kapitánya hiába szeretett volna 12 pontot négy meccs után, Ukrajna szétzúzta álmainkat.
Nem tört meg a négyéves átok a Puskás Arénában, óriási bunyóval ért véget a magyar–ukrán mérkőzés
Az ukránok nyerték meg a kaotikusan véget érő Nemzetek Ligája-mérkőzést.
Marco Rossi nem beszélt mellé, ezen ment el az ukránok elleni mérkőzés
Szoboszlai Dominik pedig a lefújás előtti bunyó kapcsán nyilatkozott.
Ukrán játékos Magyarországról: Tudtuk, hogyan támogatják az oroszokat és magát Oroszországot
A PSG védője szerint tiszteletlenek voltak a magyar szurkolók.
Százmilliókat vertek el a semmiért: 50 éve nem látott mélység fenyegeti a Premier League alapítóklubját
Az angol csapat történelmi mélypontra jutott, miközben irdatlan összegekért vásárolt játékosokat a nyáron.
Fejlemény a Fradiváros-ügyben, friss közleményt adott ki a sportállamtitkárság
Új szakaszába lépett az eljárás.
Ide igazolhat Viktor Gyökeres, akiről lemondott az Arsenal
Azért ez nagy visszalépés lenne a játékos pályafutásában.
Világklasszis leigazolására készül a Liverpool, ez lehet január nagy durranása
A Serie A-ból szerződtetnének játékost, de jobb ajánlatot kell adniuk, mint a Chelsea FC.
A Manchester United leigazolta a Liverpool középpályását
Minden adminisztratív lépés lezárult.
Már az Izrael elleni meccs bojkottja is szóba került, diplomáciai káosz az ír válogatottnál Debrecenben
A döntésről az újságírókat és az UEFA-t is az utolsó pillanatban értesítették.
Bulvár
Milliárdokat szórtak ki az ablakon, hogy legyen ember a Fidesz tüntetésein: Elzárják a pénzcsapot az agrárkamaránál
Milliárdokat szórtak ki az ablakon, hogy legyen ember a Fidesz tüntetésein. A Nemzeti Agrárgazdasági Kamara átvilágítása során 14 milliárdos visszaélésre bukkantak, elzárják a pénzcsapot.
Így szexeltek a honfoglaló magyarok
Eleink nem voltak éppenséggel prűdek, a szex és a meztelenség nem számított tabunak, a gyerekeket pedig nem kellett felvilágosítani, ugyanis előttük zajlott minden.
„A srác, aki a suliban csúfolt, hogy szegények vagyunk, most hajléktalan” – Hogyan szembesültél a karma hatalmával?
A karma szerint előbb-utóbb visszakapjuk azt a lapot, amit leosztottunk. Íme néhány megdöbbentő és elgondolkodtató történet, amelyekben az élet maga szolgáltatott igazságot.
Bődületesen rossz tizenegyessel és drámai hajrával kezdődött a magyar válogatott csoportja a Nemzetek Ligájában
A csapat legnagyobb sztárja hibázott hatalmasat.
Ez a két játékos volt Marco Rossi magyar válogatottjának leggyengébb pontja
Értékelés az ukránok elleni vereség után.
„A nagyapám sírjánál állt egy nő, akit sosem láttam” – a temetés, ami felforgatott mindent
Egy ismeretlen nő jelent meg a nagyapám temetésén egy szál fehér krizantémmal, két héttel később pedig olyan levelet kaptam tőle, amelyből egy egész életen át őrzött titokra derült fény.
87 éves rokkant nénit lakoltattak ki, teljesen kicsinálta a pénzéhes tulaj
Hatalmas társadalmi és politikai felháborodást váltott ki Madridban egy 87 éves nyugdíjas asszony drámai kilakoltatása, amely rávilágított az egekbe szökő bérleti díjakra és a spanyol lakhatási válság súlyoss
Toroczkai üzent a fideszeseknek: Orbán Viktor elvitorlázott, a bűnökkel való szembenézés pedig teljesen elmaradt
A Mi Hazánk kongresszusán beszélt arról is, hogy mik a Fidesz nemzetellenes bűnei.
10 év munkaviszony után ennyi nyugdíj jár Ausztriában: sokakat meglep az összeg
10 év kevés a teljes nyugellátáshoz.
Változik a nyugdíj utalása: erre számíts októberben
A szeptemberi korai utaláshoz képest októberben a „normál” időpontban érkeznek a nyugdíjak.
Több mint egymilliárd forintért árulják a Schobert család szentendrei luxusvilláját
„Ahol a luxus nem hivalkodik. Egyszerűen természetes” – ezzel a felütéssel kezdődik az az internetes ingatan-hirdetés, amiből kiderül, hogy árulják a Schobert család szentendrei luxusvilláját. A kétszintes, 600
Közleményt adott ki a Fidesz elnöksége Hankó Balázzsal kapcsolatban
Hétfőn tárgyalja a parlament Hankó Balázs mentelmi jogának kiadását. Ez az esemény a kiépülő újkommunista önkény újabb megnyilvánulása – közölte a Fidesz elnöksége.
- 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!
- Lezárásokra, forgalomkorlátozásokra kell készülni ma és holnap Budapesten
- Óvjuk adatainkat úgy, mint a pénztárcánkat
- Két hétvégén is változik a vonatok közlekedési rendje
