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
Tóth Alexék egy Serie A-csapatot tapostak a földbe - videó
Kiütéses, 10-1-es győzelmet aratott a Bournemouth az olasz élvonalbeli Genoa ellen keddi felkészülési mérkőzésén. A zárt kapuk mögött...
24, 48, 72 óra alvás nélkül: így omlik össze fokozatosan az agy működése
Vajon tényleg bele lehet halni az alvásmegvonásba?
Újabb civil szervezetek kaphattak jogosulatlanul NKA-támogatást
Molnár Áron videójában öt, monori fideszes képviselőtestülethez köthető szervezetről beszél.
Ebben a pillanatban jött könnyfakasztó hír a 84 éves Fodor Zsókáról
Kilátástalan helyzetbe került, de az utolsó pillanatban jött a segítség
Milliókat bukhat egy rossz TikTok-videón – de ki fizeti meg a kárt?
A TikTokon és más közösségi oldalakon pénzügyi tanácsokat osztó finfluencerek (pénzügyi influenszerek) egyre nagyobb befolyással...
Megszületett Szabados Ági kisfia - fotó
Örömhírt osztott meg követőivel Szabados Ági: megszületett első gyermeke. Az RTL egykori híradósa egy megható fotóval jelentette be a...
Súlyos veszélyek leselkednek ránk az embertelen kánikulában, egy pillanat alatt beüthet a baj
Az Újpest futballistája a pályán rogyott a földre, a kardiológus elmondta, mire figyeljünk oda.
Gulácsi Pétert a liverpooli kapusedzője győzte meg, hogy Spanyolországba szerződjön
Az 58-szoros magyar válogatott labdarúgó Gulácsi Péter kedden bemutatkozott új csapatánál, a Villarrealnál. A 36 éves hálóőrt...
Havasi Bertalan szerint nem tőle kell félteni a közmédiát
A Fidesz kommunikációs igazgatója reagált az MTVA által nyilvánosságra hozott 482 oldalas dokumentumra, amely az MTI Orbán-kormány alatti...
Újabb rezsiintézkedés jön, jelentősen bővítik a tűzifaprogramot
Megduplázza a kormány a Szociális Tűzifa Programban igényelhető famennyiséget és az arra fordított keretet, az állami erdőgazdaságok...
Tisza-kormány: 5 centit nőtt a Duna vízszintje Paksnál, elkerülhetővé válhat a leállás
Kedd hajnali fél kettő körül már csak néhány milliméter választotta el a Paksi Atomerőművet a teljes leállástól, ám ekkor megállt a...
Magyar Péter bejelentette, újabb fontos döntéseket hozott a Védelmi Munkacsoport
Magyar Péter miniszterelnök kedden este egy összefoglaló videóval jelentkezett be immár Budapestről. ismét összeült a Védelmi...
Sport
Szoboszlai Dominik már kongatja a vészharangot, hatalmas Liverpool-hibára híva fel a figyelmet
A Liverpool újdonsült csapatkapitánya élő adásban állt bele a csapatba hibájába, senkit sem kímélt.
Sárga tengeralattjáró bukkant fel az apadó Dunából, videóval köszöntötte Gulácsi Pétert új csapata
Az 58-szoros válogatott 11 év után távozott az RB Leipzig labdarúgócsapatától.
Hivatalos ajánlat: 80 millió euróért a Premier League-be vinnék a Barcelona csillagát
A Manchester City után az Aston Villa is bejelentkezett Marc Bernalért.
Borbély Balázs munkában: megint átalakította a keretét a Ferencváros
Ketten kikerültek, ketten bekerültek.
Új bejelentések, egymás után passzolja el felesleges sztárjait a Real Madrid
Már nyolcnál tart a számláló.
Újabb változásokat jelentett be az MLSZ a jelenlegi, példátlan helyzet miatt
Múlt héten érte el a krízis a szövetséget.
Hivatalos: a Liverpoolt korábban 12 éven át erősítő középpályás a Chelsea-hez igazolt
A vörösökkel Bajnokok Ligáját és Premier League-et is nyert a veterán játékos.
Ezt a három játékosát árulja most teljes erővel a Bayern München
Szűkítenének a kereten.
Hansi Flick először szólalt meg arról, hogy miért nincs még új csatára az FC Barcelonának
Az edző azt mondta, hogy bízik a sportigazgatóban.
Mégis kié lesz az idei Aranylabda? Összeszedtük az 5 legnagyobb favoritot
Egyértelmű esélyes nincs, épp ezért nagyon izgalmas, hogy kié lehet az idei Aranylabda.
Lehetetlennek hitték, mégis sikerült: történelmi rekord született a Balti-tengeren
A milliós jutalmát rákbeteg gyerekeknek adta.
Klubrekordért készül igazolni a Como a Chelsea együttesétől.
Közel a hivatalos bejelentés is...
Bulvár
„Amit odabent láttam, döbbenetes volt, mindennek a legalja” – forrnak az indulatok a kertvárosban működő tömegszállás miatt
A környéken élők petíciót írtak, mert szerintük elviselhetetlenné vált az élet. A tulajdonos szerint olyanok bérelnek nála szobát, akik – bár rászorulnának – nem kapnak szociális bérlakást. Riport.
Befőzés: betiltották ezt a régóta használt tartósítószert – Mutatjuk, mit használhatsz helyette
Mielőtt nekiállnál az otthoni befőzésnek, jobb ha tudod: a szalicil már nem használható tartósítószerként. Vannak azonban biztonságosabb alternatívák.
Két napig a pokolban fogunk égni, aztán jön a feketeleves - A 42 fokos kemencéből egyenesen a jégverésbe zuhan az ország
Érkeznek a nyár legkegyetlenebb napjai: szerdán és csütörtökön megállás nélkül perzsel a nap, délutánonként akár 42 fok is lehet. Pénteken azonban drámai fordulat jön: a fojtogató hőséget veszélyes zivatarok
„Lelkiismeretünk nem engedi, hogy itt operáljunk” – 7 és fél hétre leállt a dél-alföldi gyereksebészet 2024-ben
Rovarok, csatornaszag, operáció 40 fokban – így omlott össze hét és fél hétre a szegedi gyereksebészet.
A 73 éves magyar énekesnőnek 50 ezer forint a nyugdíja: így él meg mégis
Marcellina 50 ezer forintot kap nyugdíj gyanánt, ám elmondta, hogy szerencsére így sem szűkölködik.
Durván megalázták az érdi buszsofőrt, aki rövidnadrágban vezetett, majd olyasmi történt, amire senki sem számított
Túlzottan "laza" ruhában dolgozott, az interneten akarták megszégyeníteni.
Mindent kipróbáltam a jobb szexért – végül ez az egy módszer változtatott meg mindent
Új pózok, szexjátékok, kommunikációs technikák, sokan ezekben keresik a jobb szex titkát.
„Elutaztam volna egy hétvégére a csajokkal, de a férjem képtelen volt megugrani a feladatokat” – A feleség nem válni akar, hanem visszakapni egy kicsit az életéből
Sok válást megspórolnánk, ha a férfiak megértenék ezt. A feleségem egy nap azt mondta, hogy újra meg akarja találni önmagát – és ami ezután következett, az örökre megváltoztatta a gondolkodásomat.
Az orosz propaganda Magyar Péternek üzent: Magyar úr, most hogy látja: még mindig túl drága?
Szerintük az energiaválság közeli helyzetbe került Magyarország.
Energiaválság: nem akármi történt Pakson, Magyar Péter a helyszínre tart – frissítve
Friss tájékoztatást adott a miniszterelnök.
Csak egy kanál ebből a mosógépbe, és újra puha lesz a törölköző
Nem kell drága öblítő ahhoz, hogy a megkeményedett törölközők újra puhák legyenek: egy egyszerű házi trükk is segíthet visszahozni a régi puhaságukat.
Van remény? Magyar Péter fantasztikus hírt közölt, újra erőre kap a Duna?
A Paksi Erőmű közel állt a teljes lekapcsoláshoz.
- 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
