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
35. alkalommal rendezik meg a Budapest Borfesztivált a Budai Várban
Ezen a hétvégén rendezik meg a Budapest Borfesztivált a Budai Várban. A látogatókat több mint ezer bor és pezsgő, közel kétszáz...
Elszabadultak az indulatok a Bundestagban: rágalmazás miatt büntetőeljárást indított Friedrich Merz ellen az AfD
Jogi útra terelte a parlamentben kirobbant szócsatát az Alternatíva Németországért (AfD), miután a párt Bundestag-frakciója...
Ismét ballisztikus rakétákat indított Észak-Korea, határozott választ ígérve a dél-koreai-amerikai-japán hadgyakorlatra
A rakéták mintegy 250 kilométert tettek meg, mielőtt a tengerbe csapódtak volna.
Ha ebben a szobában rendet raksz, megváltozik az életed is
Ha rendet tartasz a hálószobádban, azzal nemcsak az otthoni környezetednek, hanem az éjjeli pihenésnek is jót teszel. A vizuális...
Baj van? Kórházban tűnt fel Katalin hercegné
A walesi hercegné péntek reggel váratlanul megjelent a londoni Royal Marsden Kórházban, hogy rákos betegséggel küzdő betegekkel és a...
Franciaország: szélsőségek forradalma
2027 egyik legérdekesebb választását áprilisban Franciaországban tartják.
A Fidesz léte a tét
Orbán új szenvedélye a vitorlázás, de elvitorlázni nem akar a színről. Gazdasági összeomlástól reméli a visszatérést a hatalomba,...
Kötcse: Orbán Viktor üzent
Orbán Viktor egy videóüzenettel jelzi, milyen nagy jelentősége van a kötcsei rendezvénynek a Fidesz szempontjából. A szombati esemény...
Kiszúrt lufiként eresztett le Orbán Viktor szellemi kolhoza
Ha valaki igazán sokat vesztett a Tisza győzelmével, azok a holdudvar tagjai, a kézből etetett „szakértők” és propagandisták hada.
A Manchester United lemondott Hallról, máris megvan az új 60 millió fontos célpont
A Bournemouth balhátvédje lett az új kiszemelt
Heti abszurd: Szusientitás-védelmi Hivatal, avagy a csataló visszanéz
Magukat megnevezni nem tudó fideszes forrásaink szerint Orbán Viktor kíméletlenül lerántja a leplet a Fidesz választási vereségének és...
Már nem a jövőről beszélünk: így írja át az életünket a mesterséges intelligencia
A mesterséges intelligencia már a mindennapjaink része, és alapjaiban változtatja meg, hogyan dolgozunk, tanulunk, kapcsolódunk és...
Bulvár
Képek Fásy Ádámék luxusvillájáról: csupa pompa és arany
Fásy Ádámék ilyen luxusban élnek. Villájukban aranyozottak a csapok is.
Prőhle Gergely: Egy cetlit adtak Orbán Viktornak ebéd közben. Akkor még nem tudtuk, hogy megváltozott a világ – 9/11-től a német tűzfal leomlásáig
Mi köti össze 9/11-et a szász-anhalti választással?
Döntött a MOHU, megszűnik egy népszerű lehetőség: nem veszik vissza egyes gyűjtőpontokon az elektronikus hulladékot
Már nem lehet leadni a népszerű lakossági veszélyesanyag-gyűjtéseken az elektronikus hulladékot, például az elromlott háztartási kisgépeiket a MOHU friss döntése érdekében.
„Pár év alatt lett dögösből öregasszony” – Férfiak brutális vallomásai a feleség öregedéséről
Hogyan érez egy férj, ha a szeretett nő szépsége megváltozik az évek során? Férfiak vallanak őszintén – néha brutálisan, néha meghatóan – a feleségük öregedéséről.
Török Gábor: Ruff Bálint fő küldetése, hogy megakadályozza az Orbán-nosztalgia kialakulását
Ruff Bálint a Magyar Péter-univerzumban a legerősebb ember – mondta a politikai elemző a Törökülésben.
Ne edd meg, ha ilyen népszerű terméket vettél a Lidlben: májkárosító és rákkeltő anyagot találtak benne
Vidd vissza, ha ilyen terméket vásároltál!
Női magánnyomozók mesélnek: „Van, aki valójában tudja az igazságot, csak kell neki a bizonyíték”
Eltűnt emberek, örökösök, céges átvilágítások és hűtlenségi ügyek: a magánnyomozók munkája meglehetősen sokszínű. Sebesi Renáta és Herczeg Anna mesélt a szakma valóságáról, jogi korlátairól, érzelmi t
Kicsi a világ: nagy meglepetés érte Magyar Pétert, miközben Pozsonyban sétálgatott
Fajokon átívelő gratulációözön hullott a miniszterelnökre.
Egész Franciaország egy magyar mulatós slágerre ropja, Marco Rossi válogatott kedvencének köszönhető
Csongvai Áron egy legendás francia klubnál lett pár hét alatt kedvenc, követeljük Rossitól a meghívót!
Aggasztó adatok kerültek ki a nyugdíjakkal kapcsolatban, tényleg ettől félnek a magyarok?
Egy friss felmérés feltárta, miért aggódnak leginkább a magyarok.
„Nem marketingfogás, tényleg megölhet minket” - drámai felmondási hullám a mesterséges intelligencia miatt
Sokkoló figyelmeztetést adtak ki a mesterséges intelligencia legfelsőbb köreiből: a vezető kutatók szerint több mint tíz százalékos esélye van annak, hogy az AI egy évtizeden belül elpusztítja a teljes emberiséget
A 15. emeletről, lángoló lakásából ugrott ki egy kétgyermekes anya Zuglóban
A hatóságok vizsgálják, hogy mi történhetett.
- Csökkent a gázolaj ára
- Leszakadt egy vasúti felsővezeték Érdnél, jelentős késésekre kell számítani
- NAV: sok változást hoz a jövedéki szabályozásban az új törvény
- Többen fociztak az átmeneti otthonban élő családokért
- Zalaegerszegen változik a központi orvosi ügyelet helyszíne!
- 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
- Megújul a Sport utca Zalaegerszegen
- Augusztus végéig új burkolatot kap a Telekalja utca Zalaegerszegen
- Online térképen láthatóak a tervezett áram- és gázszünetek az E.ON oldalán
