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
Szijjártó-Nagy Szilvia elérhetőség nélküli cége felbukkant egy négymilliárdos állami felújítás alvállalkozójaként
Alvállalkozóként bukkant fel az Interior Design Kft. A Miskolci Egyetem E/5 és E/6 jelű kollégiumainak...
EL: "A harmadik gól után megtört a lendületünk" - a Torreense edzője csalókának tartja a 4-1-es végeredményt
A Torreense másodedzője szerint csapata a vereség ellenére is sok helyzetet alakított ki, a három mérkőzés közül ezen nyújtották a...
Nagy Ádám: "Akár meglepetést is okozhatunk a San Siróban" - a Milan ellen is folytatná az EL-menetelést
Nagy Ádám szerint a Ferencváros bátran utazhat a San Siróba, ahol akár a Milan ellen is meglepetést okozhat.
Óriási hibát követsz el, ha ezt a 3 ételt túl sokáig tárolod a fagyasztóban: hamarabb tönkremehetnek, mint gondolnád
Bár a fagyasztás jelentősen meghosszabbíthatja az élelmiszerek eltarthatóságát, bizonyos alapanyagok és készételek már néhány hónap...
Leépítések kezdődtek az iváncsai akkumulátorgyárban
Váratlanul elbocsátottak több magyar munkavállalót az iváncsai akkumulátorgyárból a Liga szakszervezet információi szerint, és a...
Inflációs előrejelzés 2026: hogyan hatnak a MNB kamatlépések a lakáshitelekre
Az MNB október 20-án ismét 5,50 százalékra tartotta az alapkamatot, miközben az infláció szeptemberben 1,6 százalékra gyorsult.
Hét darab ötös.
A hatoson.
Kulcskérdés, hogy sikerül-e a beruházásokat beindítani a Magyar Bankszövetség elnöke szerint
Kulcskérdésnek nevezte a gazdaság szempontjából a beruházások beindulását a következő hónapokban a Magyar Bankszövetség elnöke, aki...
Csúnya mínuszokkal zártak az amerikai tőzsdék
A tegnapi felpattanás után ismét eladási hullám söpört végig a tőzsdéken, Amerikában a technológiai részvények, azon belül pedig a...
13. és 14. havi nyugdíj 2027-ben: ennyi pénz érkezhet februárban
Mennyi pénzre számíthatnak a nyugdíjasok 2027-ben? Mutatjuk, mit lehet tudni a 13. és 14. havi nyugdíjról, a tervezett emelésekről és az...
A színészet és a foci is összeköti Gáspár Andrást és a lányát, Biankát
A magyar művészvilágban számos példája van annak, amikor a szakmai elhivatottság az egész családot áthatja. Ilyen família Gáspár...
Izraeli drónelhárító rendszert kapott a thaiföldi hadsereg
Az izraeli Israel Weapon Industries (IWI) leszállította Arbel nevű drónelhárító rendszerét a thaiföldi védelmi minisztériumnak. A...
Sport
Hatalmasat kaszált a bunyós hölgy, miután kivillant az egyik mellbimbója meccs közben
Lucero Acosta csúnyán kikapott élete egyik legfontosabb MMA-meccsén, de egy közjátéknak köszönhetően mégis vastagabb pénztárcával távozhatott. A mexikói harcos olyan figyelmet kapott egy váratlan villantás után,
Két kézigránát robbant a besúgóból forradalmárrá lett katonatiszt homlokán
Benedek Gábor nagy idők még nagyobb tanúja, a legidősebb élő olimpiai bajnok
Rátámadt a játékvezetőre: példátlan büntetést kapott az U16-os magyar válogatott játékos
Legközelebb már csak jövőre játszhat a fiatal játékos.
Vacsora közben törtek be a spanyol futballista házába, a családtagjait megkötözték
Újabb labdarúgó lett maszkos rablók áldozata a mediterrán országban.
Kiderült, kik most a világ legjobban kereső focistái - meglepő nevek maradtak le a listáról
Elképesztő összegek repkednek...
A Real Madrid vinné az Arsenal szupersztárját, 100 millió euró az ára
Úgy tűnik, hogy a londoniak nagyon nem akarnak megválni a játékosuktól.
Ódákat zengenek külföldön a magyar válogatott labdarúgójáról
Nagy napja volt a szerdai.
A negyedosztályú kapus egy kirúgásból osztotta ki az év egyik legmenőbb gólpasszát
Csak ámulunk ezen a gólpasszon.
Trent Alexander-Arnold a Liverpool egyik legnagyobb riválisához igazolhat
Alig kerül pályára a Real Madridban.
José Mourinhónak egyetlen dolog nem tetszett a Real BL-meccsén: „Courtois ezt nem érdemelte meg”
A madridiak továbbra is remekül szerepelnek az elitsorozatban.
Európa Liga: A Ferencváros menetelése tovább folytatódik, a Fradi négyet rúgott, és a harmadik fordulóban is megőrizte a tökéletes mérlegét
Három meccs, kilenc pont. Ennél jobban nem lehetett volna kezdeni.
Bulvár
Mindenki a Matolcsy családdal volt elfoglalva, de közben Kapitány István felújítási támogatást jelentett be
Matolcsy György uralta a híreket, de közben Kapitány István bejelentett korszerűsítési programot, ami sok családnak jelenthet segítséget.
Mennyire élhet nyugodtan Dubajban Matolcsy Ádám, és hány évet kaphat Matolcsy György?
Az ügyészség közleménye szerint azt most még pontosan nem lehet meghatározni, hogy mekkora vagyoni hátrányt okoztak a most vizsgált ügyben, de az biztos, hogy 500 millió forintnál nagyobb összegről van szó. Mi tör
Bezárja kapuit a luxushotel, ahol korábban Mészáros Lőrincet és Várkonyi Andreát fotózták
A legendás New York-i Plaza Hotel 119 év után, 2027 januárjától minimum négy évre bezár a nagyszabású felújítások miatt, ami egy korszak ideiglenes végét jelenti a luxus szerelmeseinek.
Busszal járják a falvakat, személyit és bankkártyát kérnek: érkeznek a mobil kormányablakok
A vidéki városok és falvak portáihoz a napokban érkezik a kormányablakbusz, országszerte több helyen könnyítik meg vele az ügyintézést.
Neves ügyvéd árulta el Matolcsy Ádám kiadatásának a részleteit, nem lesz egyszerű menet
Bár Matolcsy Ádám ellen elfogatóparancsot adtak ki, Dubajból való kiadatása és hazahozatala a hivatalos procedúra hossza miatt akár karácsonyig vagy januárig is eltarthat, ha nem tér haza önként - mondta Zamecsnik P
„A testem is a rendszer rabszolgája lett” – Indiai nők a méhük eltávolításával próbálják megőrizni a munkájukat
Már egy kiesett nap is súlyos anyagi következményekkel járhat.
Fordulat Pócs János ügyében: kivágta a biztosítékot az ügyészség döntése, Lakatos Ádám panaszt nyújtott be
Lakatos Ádám gyermekvédelmi aktivista panaszt nyújtott be az ügyészséghez, miután a hatóság bűncselekmény gyanújának hiányában elutasította a Pócs János ellen tett feljelentését.
Az év legdurvább vihara fenyeget: 295 km-es szél, pánik földön, vizen, levegőben
Légi járatokat töröltek, kompokat állítottak le és turistalátványosságokat zártak be a Champi tájfun közeledése miatt. A korábban csaknem 295 kilométeres óránkénti széllel tomboló vihar Tajvant, Kína keleti p
Már nemcsak Indiában és Brazíliában, hanem sajnos Magyarországon is megjelent a Trichophyton indotineae
Egyre több országban azonosítják azt a gombafajt, amely a nehezen kezelhető bőrfertőzések egyik okozója lehet. A Trichophyton indotineae nevű kórokozó az elmúlt években látványosan terjedt, és a kutatók szerint e
Kitalálod, melyik magyar milliárdos vette meg a Premier Outletet?
Az akvizíció stratégiai váltást jelent az európai ingatlanvállalat hazai tevékenységében, amelyben egyre nagyobb hangsúlyt kap a jövedelemtermelő ingatlanokba való közvetlen beruházás. Mi történt? A Futureal lez
Botrányos történetet osztott meg a Matolcsyékról a HVG vezérigazgatója
Szauer Tamás, a HVG vezérigazgatója súlyos történetet osztott meg Matolcsy Ádámról, aki állítása szerint tíz évvel ezelőtt pénzt és védelmet ajánlott a lapnak, cserébe a kormánykritikus cikkek visszafogásáé
Néhány hónapon belül földbe állhat egy megyei jogú város
Veszélybe kerülhetnek a bérek, az óvodák, a bölcsődék és a szociális otthon is.
- Csökkent a gázolaj ára
- Leszakadt egy vasúti felsővezeték Érdnél, jelentős késésekre kell számítani
- NAV: sok változást hoz a jövedéki szabályozásban az új törvény
- Rajz, makett, film – alkotásokat várnak az esztergomi tűzoltók!
- Útlezárás miatt változik az esztergomi buszok útvonala
- Három hónapig forgalomkorlátozásra kell számítani Esztergomban
- Elindultak az M1-es autópálya Hegyeshalom felé vezető oldalán a teljes körű felújítási munkák
- Új vonat, új menetrend Esztergom felé
- 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
