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
Jákli Mónika temetése: vajon ott lesz a hároméves kislánya? Ezt gondolja a pszichológus
Jákli Mónika temetésén ott lehet a kislánya is.
Ezen a vidéken kilenc településen 20 gyógyvíz található
Kilenc csongrád-csanádi településen összesen 20 hivatalosan minősített gyógyvíz érhető el. Az itteni fürdőkínálat kifejezetten...
Tom Hanks már forgatja az új második világháborús filmjét
Több mint 5 év telt el azóta, hogy a Greyhound elindult az Apple TV‑n, és csendben a platform egyik legsikeresebb filmjévé vált.
Otthon Centrum: jelentősen lassult az áremelkedés üteme a vidéki új lakások piacán
Az elmúlt időszakra jellemző, negyedévente 2,5 százalékos áremelkedésnél jóval mérsékeltebb drágulást mért az Otthon Centrum az új...
Olcsó tejet vennél? Akkor nyomás a Penny Market-be azonnal.
Január 29-től rendkívül kedvező áron lesz megvásárolható a Penny üzleteiben a Cirmi 1,5%-os zsírtartalmú UHT tej. A termék 199...
A tea akár évekkel meghosszabbíthatja az életet, de nem mindegy, hogyan isszuk
Egy átfogó tudományos áttekintés szerint a tea – különösen a zöld tea – számos betegség kockázatát csökkentheti, köztük a...
Sorsfordító döntés – jóváhagyta a bizottság az új génkezelési technikákat
Az Európai Parlament Környezetvédelmi Bizottsága (ENVI) elsöprő többséggel elfogadta az új génkezelési technikákról (NGT) szóló...
Egy sci-fi sorozat, ami van annyira jó, mint A siló
Az Apple TV az elmúlt években a sci-fi rajongók egyik kedvenc platformjává vált, és A siló kétségkívül a szolgáltató egyik...
Itt az új rendelet. Jönnek a visszaváltható edények.
Eljött a visszaváltható edények ideje - Hogyan készüljenek a hazai vendéglátók 2026-ra? Nézzük meg pontosan miről is szól az EU új...
A Real Madrid hatalmas blamája a BL-ben, Mourinho ezt jól kitervelte – kapusgól a végén.
A Benfica–Real Madrid meccs elképesztő végjátékot hozott, a Benfica 4-2-re nyert úgy, hogy a kapusa a 98. percben gólt fejelt, ez kellett...
A láthatatlan zsír, ami az agyat is zsugoríthatja
Az elhízás kapcsán a legtöbben a testsúlyra vagy a BMI-re gondolnak, ám egy friss kutatás szerint sokkal többet számíthat az, hogy a...
A szójababból készült autó nagyon is valóságos volt
Egy elfeledett technológia, ami forradalmasíthatta volna az autóipart, de a háború gépezete felőrölte, mint annyi mindent akkoriban.
Sport
Itt az öngól, amire elfogytak a jelzők
Küzdősportos hasonlattal élve, a kapus saját magát ütötte ki.
Amikor mindenki leírta őket, de jött a feltámadás – A legnagyobb fordítások a teniszben
A lassan a hajrájához közelítő Australian Open kapcsán összeszedtük a tenisztörténelem néhány legendás feltámadását. Jövünk a meccsekkel, amikor Rafael Nadal, Roger Féderer, Carlos Alcaraz vagy Pete Sampras vert
Mutatjuk a BL-alapszakasz utolsó fordulójának programját
Szerdán lezárul a Bajnokok Ligája alapszakasza, mutatjuk az utolsó kör meccseit.
Kikapott a már kieső magyar válogatott az utolsó Eb-meccsén
Félidőben vezetett, de végül kikapott a világbajnoki ezüstérmestől Magyarország.
Mourinho-mágia: kapusgól a 98. percben és továbbjutás a Real Madrid ellen
A Benfica nemcsak hogy legyőzte a Real Madridot, de még a továbbjutást is kiharcolta a BL-alapszakasz utolsó másodpercében.
Hiába a bajnoki vereség, Szoboszlai Dominiket szombati teljesítménye a hétvége álomcsapatába repítette
A mezőny legjobbja volt a Bournemouth elleni meccsen a magyar középpályás.
Nem kapott helyet Liu Shaolin Sándor a téli olimpiára utazó kínai rövidpályás gyorskorcsolyázók csapatában
Öccse, Liu Shaoang viszont ott lesz Milánóban.
Csak egy nottinghami győzelem jelenthet biztos megnyugvást az FTC El-nyolcaddöntős álmainak
A zöld-fehér együttes hét kört követően veretlen az európai kupasorozatban.
José Mourinhóék egy 98. perces kapusgóllal mentek tovább a Real Madrid ellen
A Bajnokok Ligája címvédője viszont nem került a legjobb nyolcba a ligaszakasz végén.
Sosem nézhettünk ennyi csúcskategóriás meccset egyszerre, mint szerda este
Bepillantást kaphatunk a színfalak mögé.
Autóbalesetet szenvedett az Európa-liga-címvédő Tottenham két futballistája
Defekt okozta az incidenst.
Szoboszlai újabb gólpassza ellenére a Liverpool rekordja menthetetlen helyzetben - A Bajnokok Ligája-alapszakasz utolsó fordulójának eredménykövetése
Egyetlen gólnak is óriási jelentősége lehet: a PSG és a Barcelona is pórul járhat a BL-este végére.
Bulvár
Megőrültek a magyarok a kormány legutóbbi bejelentésétől, záporoznak a kommentek a 14. havi nyugdíj fejleményei miatt
A fontos információk teljesen kiverték a biztosítékot, nincs megállás a hozzászólások között.
A Nagy Ő: Lesújtó kritikákat kapott Stohl András, elszabadultak az indulatok már a második műsor után
Stohl András két lányt elküldött a vacsoráról, csak egy lánnyal ette meg a desszertet, de ez a jelenet elindított egy lavinát.
Amit eddig nem mertek meglépni: félmillió illegális bevándorló kaphat papírokat
Mintegy félmillió illegális bevándorló kaphat egyéves tartózkodási és munkavállalási engedélyt a spanyol kormány által kedden bejelentett rendelet alapján - adja hírül az MTI.
Összeomlott a rendszer: alig jelentkeznek erre a tíz éve még létfontosságú vizsgára
Nem olyan régen még mindenki erre hajtott.
Felcsúszott az alsó, kilátszódott a nagykövetasszony szeméremdombja - fotó
Bikinibalesetet szenvedett.
Voith Ági halála: ez a betegség győzte le az imádott színésznőt
Bodrogi Gyula üzente meg Voith Ági halálát.
Itt az Egri csillagok legnagyobb bakija, ettől leolvad a képernyőd, 58 év évig alig vette észre valaki
Az egyik legjobb magyar filmben is számtalan baki van, amelyek közül néhány megmosolyogtató.
Figyelmeztet a bőrgyógyász: valójában ilyen gyakran kéne hajat mosni
Ha a hajad gyorsabban zsírosodik, mint szeretnéd, biztosan gyakran felmerül benned a kérdés: vajon milyen gyakran kéne tisztítani? Egy tapasztalt bőrgyógyász most elárulja, mi az ideális hajmosási rutin, hogy tincseid
Ezeket a számokat soha ne húzd be a lottón, ha nyerni akarsz: statisztikailag rossz döntés mind
A lottó sokak számára remény, rituálé és heti izgalom egyszerre, még akkor is, ha a matematika könyörtelen. Vannak azonban számválasztások, amelyek nemcsak babonásak, hanem kimondottan rossz döntésnek számítanak.
Kiakadás a Nagy Ő-ben: Más lányokkal való "közös kefélés" már nem fért bele Kiara Lordnak
Betelt nála a pohár.
Vigyázz. Ez az étel okozhatja a leg-nagyobb gondot a bélrendszeredben
A bélrendszer egészsége kulcsfontosságú, de néhány étel alaposan felforgathatja az egyensúlyt. Mutatjuk, mit érdemes inkább kerülni és mi az, ami segít!
A diploma évei beleszámítanak a nyug-díjba? Sokan meglepődnek a válaszon
Sokan gondolják, hogy az egyetemi és főiskolai évek automatikusan beleszámítanak a nyugdíjba, a valóság azonban jóval összetettebb. Nem mindegy, mikor, milyen formában és hol folytatott valaki felsőfokú tanulmányok
- 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
