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
Hihetetlen bejelentés, 60 év után új ízzel jelentkezik mindenki kedvenc édessége
Ennek a hírnek rengetegen örülnek majd
Bódog Tamás a 7-2-es vereség után: Kikaptunk? Pont tojok rá nagy ívben + videó
A Nyíregyháza vezetőedzője elmondta, hogy már 9-1-es vereségben is volt része.
Felejtsd el az öblítőt! Nagyi filléres trükkje újra hódít – ettől lesz puha és friss a ruhád
Egyre többen fordulnak vissza a régi, jól bevált házi praktikákhoz, és most újra előkerült egy igazi klasszikus: a nagymamák egyszerű...
Váratlan fordulat jöhet Salah jövőjében, Neuer a Premier League-ben folytathatja - külföldi körkép
Ezek voltak a legfontosabb és legérdekesebb pénteki hírek a külföldi foci világában és a nemzetközi átigazolási piacon.
Újra Dúró Dórát jelöli az Országgyűlés alelnökének a Mi Hazánk Mozgalom
Szeretnék megtartani a vállalkozásfejlesztés, valamint megszerezni a mezőgazdaság és vidékfejlesztés területével foglalkozó parlamenti...
Nem gyógyszer, mégis sokan dicsérik: egy kanál ebből naponta, és a szíved erősebb lesz, mint valaha
Egyre többen keresnek természetes megoldásokat arra, hogyan támogathatják a szívük egészségét anélkül, hogy azonnal gyógyszerekhez...
Spanyolország egy nap alatt több mint tízezren kezdeményezték illegális státuszuk rendezését
Spanyolországban több mint tízezren kezdeményezték illegális helyzetük rendkívüli rendezését aznap, amikor az erről szóló rendelet...
Megfordult az eredmény a nyírbátori választókerületben
Megfordult az országgyűlésiképviselő-választás eredménye Szabolcs-Szatmár-Bereg vármegye 6. számú, nyírbátori székhelyű egyéni...
Tóth Balázsék percekre voltak a szezon legnagyobb bravúrjától
Az nem meglepő, hogy a bajnokaspiráns elleni meccs megmozgatta a Rovers-drukkereket, az már inkább, hogy a magyar választás is...
Orbán Balázs: A kutatási eredmények alapján mi mindig láttunk egy ösvényt, ami a győzelembe vezet
A Fidesz kampányfőnöke szerint ha dolgok mélyére néznek, láthatták volna, hogy teljesen más stratégia mentén kell menni, de ők győzni...
Neurológus tanácsa: ez a hobbi átprogramozza az agyat, és látványosan javítja a memóriát
Elárulta, mit tart az egyik legjobb dolognak az agy számára.
Bódog: "Most kikaptunk, tojok rá nagy ívben"; Szélesi: "Nem kell túlmisztifikálni ezt a mérkőzést" - értékelések
Így látták a vezetőedzők a péntek esti Újpest-Nyíregyháza mérkőzést.
Sport
Jackl Vivien feltámadt Shane Tusup elhagyása után, és drámai vallomást tett
A régi edzőjéhez, Kocsis Mártához visszatérő tehetség máris két aranyat szerzett a soproni ob-n.
Milák Kristóf történelmi aranyat szerzett, és megint visszalépett az ob-n
Olyan számban győzött, amiben sosem tudott korábban, az itthon eddig legyőzhetetlen Szabó Szebasztián előtt végzett.
Slot bejelentést tett, ami Kerkez Milost közvetlenül érinti Liverpoolban
A holland edző megtartotta a vasárnapi, Everton–Liverpool városi rangadó előtt a sajtótájékoztatóját.
Spanyolországba igazolhat a Liverpool magyarja
A spanyol sajtó szerint La Liga-csapat érdeklődik a 21 éves futballista iránt.
Megvan az a négy név, akik közül kikerül a Real Madrid következő edzője
Florentino Péreznek megvan a kívánságlistája.
Varga Barnabás csapata tragikusan esett ki a Konferencialigában
A görögök ledolgozták az első meccsen összeszedett háromgólos hátrányukat, mégis búcsúztak.
Rendőrségi eljárás indulhatott a Ferencváros kapusa, Gróf Dávid ellen
Az októberi derbin lökte fel az egyik labdaszedőt a választások előtt a Fideszért kampányoló futballista.
A kilencgólos újpesti kivégzésen üzentek Marco Rossi szövetségi kapitánynak + videó
A labdarúgó NB I 30. fordulójának pénteki nyitómérkőzésén az Újpest hazai pályán 7-2 nyert a Nyíregyháza ellen, Horváth Krisztofer triplázott.
Varga Barnabás és egy tyúkól hibája az AEK drámája? Az edző megvédte, az elnök kakadt
A magyar futballista nem mindennapi dolgot élt át a klubja fájdalmas kiesése után az európai kupából.
Milák Kristóf 100 méter gyorson megvillant, a specialista Németh Nándort is legyőzve lett aranyérmes
Egyetlen század döntött 800 m gyorson, Jackl Viviené az első Eb-szint.
Négy csapat maradt talpon, de ki nyeri a Bajnokok Ligáját?
Mutatjuk, hogy kik a favoritok a döntőre, és kérdezzük, hogy az olvasóink szerint ki fog nyerni.
A magyar válogatott ellen Lewandowski gólja is kevés volt
A magyar válogatott visszavágott a csütörtöki vereség után.
Bulvár
Olyat írtak külföldön Magyar Péterről, amit nem mertek még egy magyar miniszterelnökről sem
A magyar választás eredménye és az eredmény utáni ünneplés Budapest utcáin igazi világszenzáció lett.
Magyar Péter hadat üzent, azonnal indul az akció, súlyos következmények várhatóak
Magyar Péter azonnali lépéseket jelentett be.
A Tóth Gabi-botrány elért a csúcsára, ennél kellemetlenebb dolog nem történhetett az énekesnővel
A Fidesz veresége a legrosszabb forgatókönyvet hozta az énekesnőnek.
Vsquare: Magángépeken menekítik vagyontárgyaikat a NER oligarchái a Közel-Keletre
Pániküzemmódba kapcsolt az Orbán-rendszer gazdasági hátországa.
Magyar Péter felszólításának eleget téve lemondott posztjáról a Közszolgálati Közalapítvány kuratóriumi tagja
A hazai közszolgálati médiaszolgáltatás nem felel meg azoknak a törvényi előírásoknak és nemzetközi sztenderdeknek, amelyek érdemessé tennék a magyar adófizetők támogatására – foglamazott lemondó nyilatkozat
Sulyok Tamás azonnali hatállyal felmentette a dandártábornokot, akit még Áder János nevezett ki
A Magyar Közlönyben megjelentek a köztársasági elnök határozatai.
Nemzetközi jogász: így akadályozhatja meg a Tisza-kormány a kilépést a Nemzetközi Büntetőbíróságból
Bár Magyarország 2002 óta tagja a Nemzetközi Büntetőbíróságnak, az azóta eltelt időben nem hirdették ki itthon törvényben a hágai székhelyű bíróság alapszabályát, aminek a köztársasági elnök „immunitás
Megszületett az eredmény: összesítették a levélszavazatokat
Erre már nagyon sokan vártak.
Friss EU-s közlés „a távozó magyar kormány által blokkolt” 90 milliárd eurónyi ukrajnai segélyről
Az Európai Unió további 2,5-2,7 milliárd eurót folyósít Ukrajna támogatására.
Elnémult a sokktól a nő, amikor meglátta, kivel szeretkezik a férje a hálószobában: hihetetlen, ki volt a harmadik fél
A feleség képtelen volt elfogadni a tényt, hogy a férfi, akivel összekötötte az életét, a háta mögött csúnyán becsapta.
Ég veled magyar foci, lőttek a sok milliós, adómentes fizetéseknek
Rettegnek a futballklubok, rengeteg a kérdés a magyar foci jövőjével kapcsolatban. Hogyan alakul át a magyar futball a földrengésszerű politikai változások következtében? Várhatóak-e csődöt jelentő klubok, tömeg
Régi-új adót vezetnek vissza 7 év után: lesz, akinek nem kell fizetnie
Hét éves felfüggesztést követően 2026 júliusától újra élessé válik a reklámadó Magyarországon, de nem mindenkinek, bizonyos bevétel alatt mentesülnek alóla a cégek.
- Csökkent a gázolaj ára
- Leszakadt egy vasúti felsővezeték Érdnél, jelentős késésekre kell számítani
- NAV: sok változást hoz a jövedéki szabályozásban az új törvény
- 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
- Online térképen láthatóak a tervezett áram- és gázszünetek az E.ON oldalán
- Nagy összegű készpénzzel érkezik az Európai Unióba? Akkor erre figyeljen!
- Lezárásokra, forgalomkorlátozásokra kell készülni ma és holnap Budapesten
- Óvjuk adatainkat úgy, mint a pénztárcánkat
- Két hétvégén is változik a vonatok közlekedési rendje
