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
Itt a bizonyíték, végleg megtelepedett nálunk ez a veszélyes vérszívó
Kifejlett ázsiai tigrisszúnyogokra és azok lárváira bukkantak a Virológiai Nemzeti Laboratórium Pécsi Szúnyog projekt munkatársai a...
Betonba verte a TEK a családját fenyegető férfit Kalocsán
Esélye sem volt a TEK kommandója ellen Kalocsán annak a férfinak, aki élő videón életveszélyesen megfenyegette a családtagját. Ezt...
Megállapodás született a vietnámi atomerőmű megépítéséről Moszkvában
Kormányközi megállapodást írt alá a délkelet-ázsiai országban megépítendő első atomerőműről Alekszej Lihacsov, a Roszatom...
Kevesebb idő alatt találunk ma állást, mint egy éve
Számottevően rövidült a munkakeresés kezdetétől az új állás betöltéséig szükséges átlagos idő a Profession.hu friss,...
Titkos üzenet is lehet a kutyák fűben hempergése
Kommunikációt, saját szag elrejtését, bőr problémát és örömforrást is jelenthet, ha egy kutya a fűben hempergőzik.
Előbújtak a feneküknél összeragadt bogarak
A tandem menetiránya attól függ, hogy az erősebb felet merre vezetik napi tennivalói.
Kiderült, mikor ér véget 2026-ban a Merkúr retrográd: meg fogsz lepődni.
Bár sokan a Merkúr retrográd időszakától várják a káoszt vagy éppen a sorsfordító felismeréseket, az égbolt ennél jóval több...
Súlyos lebukás: Borzalmas felvételen a szadista kutyamérgezés
A Győri Járási Ügyészség vádat emelt azzal a nővel szembeni, aki - a vád szerint - meg akarta mérgezni ismerőse kutyáját, mert az...
Fájdalmas részletek Dudás Miki haláláról: ezért nem kért segítséget?
Rengeteg kérdésre máig nincs válasz.
Nem egy, hanem háromféle ellenség támad az új Star Wars-filmben
Az új trailer megerősíti, hogy Din Djarin és Grogu egyszerre több veszélyes ellenféllel néz szembe.
Szijjártó Péter szerint az a külpolitika lényege, hogy egyeztet Szergej Lavrovval
A külügyminiszter a sárvári fóruma után hétfőn azt mondta a Telexnek, szerinte semmi különös nincs abban, ha az európai tanácskozások...
Hatalmas pofon után jött a váratlan fordulat a kritizált sci-fiben
A Mercy a gyenge mozis eredmények után a Prime Videón azonnal listavezető lett.
Sport
A világelső drámai összeomlása: „Nem bírom tovább, haza akarok menni.”
Carlos Alcaraz belefáradt a szakadatlan versenyzésbe.
Egy harmadikos gimnazista tönkreverte a sztárokat, ő minden idők legfiatalabb világbajnoka
El kellett kéredzkednie a suliból, talán megbocsátanak neki a tanárok.
Pécsi Ármin nem marad Liverpoolban, miután öt gólt kapott vasárnap + videó
Hiába mutatott be kilenc védést a magyar kapus, ilyen súlyos vereségnek még nem volt részese Angliában.
Egyre veszélyesebb helyzetben a Ferencváros, a Győr ellen aranymeccset vívhat a bajnok
A labdarúgó NB I-ben most szünet következik a válogatott meccsek miatt, az izgalmak viszont ennél aligha lehetnek nagyobbak.
Szoboszlai Lamborghinije begurult Telkibe, megérkeztek a válogatott tagjai – képek
A válogatott játékosok jó hangulatban érkeztek meg az edzőtáborba.
Varga Barnabás sérüléséről aggasztó dolgokat közölt az AEK Athén edzője
Le kellett cserélni a magyar válogatott támadóját, Marko Nikolics szerint nem fest jól a helyzet.
17 év után távozik Spanyolországból a világbajnok Antoine Griezmann
Egy légiós sem szerepelt nála többet a La Ligában.
Tóth Alex Gucci ruhában jelent meg, Robbie Keane nem hagyta szó nélkül
Visszatért a Fradihoz a Bournemouth magyar válogatott játékosa.
Három nap után kirakták a Liverpool játékosát a keretből, ahová két éve először került be
Korábban több alkalommal is nemet mondott a válogatott meghívóra, most egy ideig esély volt a pályára lépésére.
A Real Madrid edzője elbeszélgetett a játékvezetővel a piros lap után, nem ilyen választ remélt
Federico Valverde piros lapja szigorú ítélet volt, a Real Madrid fellebbez.
Megsérült a Liverpool támadója, nem játszhat a világbajnoki selejtezőkön
Helyére Bolognából hívott be futballistát a szövetségi kapitány.
Sosem látott egyezség, évi 14 milliárdos szerződést kötött a legjobb támadó
A bajnok nem veszített el újabb kulcsjátékost.
Bulvár
Visszalépett a jelöltségtől az országgyűlési képviselő a Fidesz egyik fellegvárában
Ketten maradtak versenyben.
A világelső drámai összeomlása: „Nem bírom tovább, haza akarok menni.”
Carlos Alcaraz belefáradt a szakadatlan versenyzésbe.
Magyar Péter: Amikor Nagykanizsára érkeztem, a kocsiból kiszálláskor 4-5 férfi támadt rám
A Tisza Párt elnöke szerint sokan javasolják, de továbbra sem fog golyóálló mellényt viselni vagy rendőri védelmet.
Döbbenet, mire készül Magyar Péter a választások előtt egy nappal, kiszivárgott a nem mindennapi információ?
A Tisza Párt vezére mindent bevet a győzelemért?
Egy harmadikos gimnazista tönkreverte a sztárokat, ő minden idők legfiatalabb világbajnoka
El kellett kéredzkednie a suliból, talán megbocsátanak neki a tanárok.
Varga Barnabást elzavarták az AEK-től, idehaza kell megoldást keresnie, dermesztő dolog történt
Nagyon-nagyon rossz híreket kapott a magyar válogatott, ebből még nagy baj lehet Marco Rossi csapata számára.
Kiderült a fájdalmas ok, amiért Demcsák Zsuzsa elengedte indiai férjét
Az ismert tévés most beszélt válása valódi hátteréről, amit indiai férje honvágya okozott. A döntés elkerülhetetlen volt, mivel a férfi Magyarországon nem találta meg a boldogságát.
A pszichológusok szerint ez hozza meg leginkább a nők kedvét a szexhez – Nem az, amit elsőre gondolnál
A női szexuális vágy nem csupán a romantikus gesztusoktól függ. A pszichológusok szerint az érzelmi biztonság és a valódi figyelem a legfontosabb tényezők.
Fájdalmas drágulást jelentett be a népszerű szolgáltató: minden magyar előfizetőt érint
A Netflix minden előfizetési csomagja jelentősen drágul Magyarországon, az áremelés már áprilistól életbe lép.
Megjöttek a képek: így néz ki Matolcsy 30 milliós WC-je
Hadházy Ákos képeket szerzett a volt jegybankelnök csillivilli fürdőszobájáról.
Meghalt az OnlyFans tulajdonosa 43 évesen
Leonid Radvinsky súlyos betegségben szenvedett.
Pécsi Ármin nem marad Liverpoolban, miután öt gólt kapott vasárnap + videó
Hiába mutatott be kilenc védést a magyar kapus, ilyen súlyos vereségnek még nem volt részese Angliában.
- 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
