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
Ha aggódik most a fű miatt, ne tegye: minden rendben
Ezért fekszik el a gyep télen, és ezért nem kell aggódni emiatt.
Amal óhaja teljesült: George Clooney soha többé nem csinál már ilyet
George Clooney végleg változtat: Hollywood legnagyobb szívtiprója mostantól más utat jár, méghozzá a felesége, Amal hatására.
Döntöttek a 2026-os útdíjakról, nem ússzuk meg a drágulást
Miután levélben fordultak a miniszterelnökhöz, az illetékes tárca leült tárgyalni a fuvarozókkal. Megállapodtak a januártól életbe...
Időjárás: itt süthet ki a nap szombaton
Javulnak a látási viszonyok, de nagyrészt borult, párás idő valószínű. Hosszabb-rövidebb időre elsősorban a keleti tájakon süthet ki...
Kiderült az igazság, ezért nem robban a luxuskereskedelem Budapesten: Prága és Bécs fényévekkel előttünk
Budapest turisztikai vonzerejét elsősorban a város épített öröksége, kulturális kínálata és gasztronómiája határozza meg, nem pedig...
Ezeket a karácsonyi süteményeket gyakorlatilag a fél világ imádja
Merítsünk ihletet a nemzetek konyhájából és készítsünk igazán autentikus süteményeket!
Elképesztő trend terjed a repülőkön – Ezért visznek magukkal kókuszdiót a fedélzetre az utasok Amerikában
Bár elsőre furcsának tűnhet, valójában egy kreatív, legális és környezetbarát megoldás a hidratálásra.
Európa leghosszabb, kézzel épített egyenes útja, ami 63 kilométeren át vezet kanyarodás nélkül
A Via Appia nem csupán egy út, hanem élő történelem.
Nagy lökést adott a Ferencváros legyőzése, de nem csak ez a ZTE remeklésének titka
A zalaiak támadója, Skribek Alen ismerős közegben eredményes őszt teljesített.
Egyre kevesebben váltják újra a sírhelyeket Budapesten
Emiatt csökken a BKM bevétele, a főváros kénytelen kampányt indítani.
A 2000-es évek tévésztárja volt, most életet mentett: a Feminának mondta el a hőstettét
Bagi Iván menedzsere durva helyzetbe került, a humorista szerencsére gyorsan kapcsolt és tudott segíteni neki.
Ilyen sebességgel kellene utaznia a Mikulásnak, hogy az összes ajándékot időben kézbesítse karácsony napján
A leggyorsabb ember alkotta eszköznél gyorsabban, de a fénysebességnél lassabban.
Sport
Kitálalt a nehézségeiről a hatszoros olimpiai bajnok úszó, elárverezte több aranyérmét is
Ryan Lochte bejelentette, hogy könyvet fog írni az életéről.
Kétszeres olimpiai bajnok sportolót neveznek ki Magyarország havannai nagykövetének
Régebben még a Magyar Olimpiai Bizottság elnöki székére is esélyes volt.
Belülről árulták el a Barcelonát, Flick trükkösen átverte a kémet
A katalán klubnál egy játékos már hetek óta szivárogtat fontos belső információkat.
Botrány a darts-vb-n, kizárták az egyik játékost
Első mérkőzését pedig megnyerte.
A Liverpool BL-győztese szerint nagy a baj, két klasszisát is eladhatja a klub
A Vörösök egykori futballistája többet vár a nyáron megszerzett játékosoktól.
Brutálisan nagy gólt rúgott a saját térfeléről a marokkói futballista
Az Arab Kupa döntőjében villant a válogatott mezben a marokkói játékos.
Kórházba került a magyar válogatott labdarúgója, infúziós kezeléseket kapott
Német csapata nem nevezte a hétvégi bajnoki meccskeretébe.
A rivális edzőjét akarja a Manchester City, ha Guardiola a szezon végén távozik
Egyre több olyan hírt lehet hallani, hogy a mostani Pep Guardiola utolsó szezonja a Manchester Citynél.
Szoboszlai Dominik állapotáról adott friss tájékoztatást a Liverpool vezetőedzője
Arne Slot együttese az Európa-liga győzteséhez látogat.
Óriási bajt okozott a nem várt futballszenzáció
Finnország ünnepel, de közben egyre csak sokasodnak a kérdések, mi lesz így a csodacsapattal?
Norvégiának elege lett a kézilabdát uraló korrupt egyiptomi sportmatuzsálemből
A világ egyik vezető kézilabda nagyhatalma határozott elképzelésekkel utazott el ai IHF egyiptomi tisztújító kongresszusára.
Nem vicc: Gyirmótra jön a Barcelona!
Az elmúlt időszakban több rangos nemzetközi mérkőzésnek is otthont adott a gyirmóti Alcufer Stadion . februárban ide látogat az FC Barcelona is.
Bulvár
Megszületett a döntés Brüsszelben – Ursula von der Leyen vagy Orbán Viktor lehet a boldogabb?
Ukrajna túlélését sikerült biztosítania az uniós vezetőknek, mégse örülhetnek igazán. Orbán Viktor nem adott pénzt, mégse lehet teljesen boldog.
A férfi rögtön beállt a zuhany alá, ahogy reggel hazaért: a barátnője sokkot kapott, amikor rájött, kinél is töltötte az éjszakát
Felkavaró levelet írt a párkapcsolati tanácsadónak egy szerelmes nő, aki hosszú ideje gyanítja, hogy a barátja titokban összeszűrte a levet valakivel.
A világsztár nem vett fel bugyit, és mindenki megláthatta a vagináját
A sztárok egy részétől már megszokhattuk, hogy se nem visszafogottak, se nem finomak.
Újabb ex-fideszes bukott le a Tisza Párt berkein belül, felismerte őt valaki a pártból?
A kellemetlen jelenetet kamera is rögzítette.
Ezt a dolgot soha ne hagyd bedugva éjszakára: hatalmas lakástűz lehet belőle, ráadásul rengeteg áramot pazarolsz vele
Sokan teljesen nyugodtan fekszenek le aludni úgy, hogy közben a lakásukban több olyan eszköz is áram alatt marad, amely valójában komoly veszélyt jelenthet. A probléma az, hogy ezekre szinte senki nem gondol kockázatké
Vlagyimir Putyin évértékelője: Oroszország meg fogja semmisíteni a Kalinyingrádot érő fenyegetéseket
Egyebek között az ukrajnai harci cselekmények beszüntetésének feltételéről és az EU-csúcs fejleményeiről is elmondta véleményét évértékelőjén az orosz elnök.
„Lónak a fa*át kérek bocsánatot” – durva szócsata alakult ki Hadházy Ákos és Hajdú Péter között
A politikus elárulta, hogy ki lesz a Mészáros-csoport karácsonyi bulijának sztárfellépője.
Orbán Viktor régi barátja kitálalt a miniszterelnökről, óriási fordulat, kevesen mondták ezt eddig ki választások előtt
A választások előtt sorra jönnek az újabb és újabb interjúk, ez is az oka.
Meglepő, ki kaszálta el az orosz vagyon elvételének tervét Brüsszelben
Nem a magyar és nem is a belga miniszterelnök verte be az utolsó szeget a jóvátételi hitel koporsójába.
Ez a 3 csillagjegy lesz idén karácsonykor a legszerencsésebb
Az idei karácsony három csillagjegy számára igazi fordulópont lehet. Nemcsak meghitt pillanatok, hanem szerencsés események, jó hírek és váratlan lehetőségek is érkezhetnek, amelyek hosszabb távon is hatással lehet
Ijesztő meteorológiai jelenség közelít felénk: már a riasztást is kiadták - karácsony előtt kettészakad az ország
A legújabb előrejelzések alapján sajnos kijelenthetjük, hogy a karácsony előtti napok időjárása sem hoz békét és nyugalmat. Máris mutatjuk, milyen meteorológiai jelenségek keserítik majd meg az ünnep előtti idő
Moszkva fenyegető üzenetet küldött Európának ez EU-csúcs után, Magyarországot külön megemlítették
Nem nyerte el a tetszésüket az ott meghozott döntés.
- 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
