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
Emelkedéssel zártak a New York-i tőzsde főbb mutatói
Jelentős emelkedéssel zártak pénteken a New York-i értéktőzsde irányadó mutatói, a 30 vezető iparvállalat Dow Jones indexe történelme...
Szexuális és fizikai bántalmazás miatt is nyomoz a rendőrség szekszárdi gyermek befogadó otthonban
Egy másfél éves gyereket is megverhettek.
Történelmi siker: sosem látott csapat jött létre Magyarországon
Sosem látott sikereket érhet el a magyar csapat.
A dolgozók 97 százaléka távozott 2024-ben a Szőlő utcai intézetből, a többi intézményben is nagy volt az elvándorlás
A dolgozók egyharmada távozott a gyermekvédelmi intézményekből 2024-ben.
Ezért ne fizess soha a bankkártyáddal.
Végzetes csapda is lehet!
Fergeteges showműsor és világsztárok a téli olimpia történelmi megnyitóján
Hivatalosan is kezdetét vette a milánói-cortinai téli olimpia.
"A szülők rettegnek" - Ütötte, rúgta a gyerekeket az óvodában a kegyetlen dajka
"A szülők rettegnek."
Még mindig nem hallgattak ki egyetlen gyanúsítottat sem az MNB-botrány ügyében
Lassan egy éve tart az eljárás.
Danny Blue olyat tett Böbével, amitől nemcsak a nő, hanem az őket figyelő Nagy Ő is sírva fakadt – videón Stohl András könnyei
Különleges vendég érkezett a pénteki adásban A Nagy Ő villájába. Danny Blue Stohl András három feleségjelöltjét, Böbét, Krisztát...
Gossip Girl rajongók figyelem: jön a folytatás.
Blair Waldorf karaktere hamarosan visszatér. A Gossip Girl könyvek szerzője bejelentette, hogy külön regényt ír a sorozat legmegosztóbb...
Az utolsók között vonult be a magyar csapat az olimpia megnyitóján – videó
Először fordult elő, hogy több helyszínen is felvonultak a sportolók.
Szépíteni tudtak a tőzsdék a hét végére
Világszerte kockázatkerülés és részben likviditási kényszer hajtja a rég nem látott mértékű, több eszközosztályt egyszerre érintő...
Sport
A hollandok kendőzetlenül kimondták a véleményüket a magyar válogatottról az Eb-döntő után
Hollandia nyerte meg az ötmérespárbajt Magyarország ellen a női vízilabda Eb döntőjében.
Szalah földhöz vágta Szoboszlai mobilját — videó
Szem nem maradt szárazon a Liverpool edzőközpontjában.
Az egykori válogatott labdarúgó, Rudolf Gergely hazudott a Nyíregyháza NB I-es csapatáról
A klub egykori játékosa a Spartacus átigazolásairól beszélt, de a jelek szerint nem mondott igazat.
Littlert már az első meccsén sokkolták – közel két éve nem történt ilyen a Premier League-ben
A 19 éves angol klasszis a vb-fináléval ellentétben nem tudta legyőzni Gian van Veent.
Keszthelyi Rita vigasztalhatatlan, nem kárpótolja a nagy elismerés sem
A magyar női vízilabda-válogatott tíz éve vár egy újabb aranyéremre, de fényes a jövőképe.
Kiütötte ellenfelét az Atléti, kialakult az elődöntős mezőny a Király-kupában
Már a félidőben háromgólos előnyben volt.
Meglepő részlet derült ki Szoboszlai Dominik liverpooli karrierjének kezdetéről
A magyar válogatott csapatkapitánya nem minden téren bízott új klubjában.
Szoboszlai ellophatja a koronát a Liverpool legnagyobb királyától
Ezt várják tőle a Manchester City elleni rangadón.
Akár húszéves börtönbüntetést is kaphat a 18 esztendős hokitehetség
Egyetlen ütés miatt.
Ritkán látható módon végezte ki magát a nyerési esélyt elszalasztó, lesajnált újonc
Kuttor Attila együttese saját magát verte meg a 21. forduló nyitó mérkőzésén.
Ha tényleg megcsinálja, az egész olimpia legnagyobb szenzációja lesz
Lindsey Vonn első edzése jól sikerült Cortinában, remekül szuperál a bekrepált bal térd.
Littler nem fogta vissza magát, csattanós választ adott a váratlan kiesése után + fotó
Luke Littler címvédőként már az első meccsén kikapott a darts Premier League első állomásán.
Bulvár
Itt a nagy pénteki bejelentés – 7,6 millió magyart érint
Péntektől kezdve országszerte megjelennek a postaládákban azok az értesítők, amik hivatalosan tájékoztatják a választópolgárokat arról, hogy szerepelnek a szavazóköri névjegyzékben az április 12‑ei országgy
Villanyszerelők szerint ez a legveszélye-sebb eszköz a lakásban, mégis mindenki használja: óriási tűz is lehet belőle
A legtöbben úgy gondolják, hogy a lakástűz ritka, és kiszámítható veszélyről van szó, pedig a szakemberek szerint gyakran épp a legártalmatlanabbnak hitt eszközök okozzák a legnagyobb bajt.
Váratlan visszatérés az ATV képernyőjén
Alig több mint egy évvel harmadik gyermeke születése után ismét munkába állt az ATV népszerű arca, akit kedden már a képernyőn is viszontláthattak a nézők.
Az USA rendkívüli bejelentésére keltünk – azonnali halálos csapás indult
Az USA újabb azonnali halálos csapással válaszolt.
Most vegyél lottót, ha ebben a 2 csillagjegyekben születtél - Váratlan pénzt és szerencsét jósolnak a csillagok
A bolygók állása két csillagjegynek különösen kedvez: váratlan pénz, szerencsés véletlenek és meglepő lehetőségek jöhetnek számukra.
Gyurcsány Ferenc új szerelméről vallott, ilyen személyes dolgot még sohasem mondott
Gyurcsány Ferenc őszintén vallott a szerelméről.
Elvették Lázár János mikrofonját élő adásban, ilyen döbbenetes arckifejezést még nem láttunk a minisztertől
Vác volt a következő állomása a Lázárinfónak, paprikásra sikeredett a fórum.
„Végképp kiírják Magyarországot a jogállamok közül” – rendkívüli közleményt adott ki a Mösz
A Magyar Önkormányzatok Szövetsége elfogadhatatlannak tartja a kormány jogállamiságot megrendítő vészhelyzeti rendeletét és felszólítja a kormányt annak haladéktalan visszavonására.
Szörnyű tragédia: Holtan találták az otthonában a 21 éves modellt
Cristina Pérez Galcenco fiatal kora dacára már komoly szakmai tapasztalatokat gyűjtött, halála az egész divatvilágot megrázta.
Furcsán viselkednek az orosz kémműholdak, és ez nem jelent jót
A közelmúltban különös tevékenységet folytatnak az orosz kémműholdak.
Házkutatás egy ismert újságírónál, de a mobilja kifogott a rendőrségen
Egy friss bírósági jegyzőkönyv szerint az FBI nem tudta feltörni a Washington Post egyik újságírójának iPhone-ját, mert azon be volt kapcsolva az Apple kevéssé ismert, de rendkívül szigorú biztonsági funkciója,
3 csillagjegy, akiknek a közeljövőben szinte minden sikerülni fog
Nem mindig a nagy fordulatok hozzák el a sikert. Néha az a legfeltűnőbb, amikor minden egyszerűen a helyére kerül. A közeljövőben három csillagjegy olyan időszakba lép, ahol a döntések könnyebbek, az eredmények gy
- Csökkent a gázolaj ára
- Leszakadt egy vasúti felsővezeték Érdnél, jelentős késésekre kell számítani
- NAV: sok változást hoz a jövedéki szabályozásban az új törvény
- Tatabányát is érinti a vonatok késése
- Győrben is adományoztak a rászorulóknak
- Most Ön is segíthet a győri értelmi sérült gyerekeken!
- Győrnél az M1-es felhajtónál ütközött két kocsi az M85-ös körforgalomban
- Tilos látogatni a győri kardiológiát bizonytalan ideig
- Eltűnt a 15 éves győri fiú, Bence
- Toborzás az Egészség-Piacon, Győrben
- 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
