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
Ne húsvét előtt kapkodj – ezt az 5 dolgot már előre rendbe rakhatod
Ha az utolsó pillanatig vársz a húsvéti takarítással, az csak stresszt és kapkodást eredményez. Szerencsére vannak olyan feladatok,...
„Valaki az autómig üldözött” – Alysa Liut megtámadták a repülőtéren
Tömeg várta a kijáratnál.
Jakabos Zsuzsanna és Kenderesi Tamás is versenybe száll az Exatlon Hungary új évadában - Videó
Négy év kihagyás után visszatér a TV2 legendás sport-realityje, az Exatlon Hungary. A Bajnokok és Kihívók a mesés Dominikai...
Az oroszok már a spájzban
Mi van, ha az esztelennek, öncélúnak, belpolitikai indíttatásúnak tűnő ukránellenes hadjárat célja nem pusztán belpolitikai, hanem...
Felháborította Szijjártó Pétert az Európai Unió válasza az orosz olaj ügyében
A magyar kormány a szlovákkal közösen az Európai Bizottsághoz fordult a leállított Barátság kőolajvezeték és az orosz...
Megszólalt a rendőrség Egressy Mátyás ügyében: kiderült, volt-e kábítószer a fiú szervezetében
Megvan a részletes vizsgálati eredmény.
Viszlát, tej! Itt a zabpehely új szövetségese a lapos hasért
A zabkása évtizedek óta a reggelik királya, de 2026-ban eljött az ideje, hogy szintet lépj a konyhában, és elfelejtsd a hagyományos tejet...
Nem mutatott ki kábítószert a toxikológiai vizsgálat a Dunában megtalált gimnazista szervezetében
Korábban több forrás arról írt, hogy a fiú valamilyen pszichoaktív szer hatása alatt állhatott.
Nagy a baj: az emberi vérben is nő a szén-dioxid szintje, évtizedeken belül elérheti a veszélyes mértéket
Az emberi vérben megemelkedett szén-dioxid-szintre hívta fel a figyelmet egy ausztrál tanulmány, amelynek szerzői szerint egy fontos...
Elkészült a toxikológiai vizsgálat eredménye Egressy Mátyás halála ügyében
Meglepő eredményről számolt be a rendőrség.
Börtönbe kerülhet-e Orbán a kampánya miatt, avagy megáll-e a rémhírterjesztés, a háborús uszítás vagy a közveszéllyel fenyegetés?
Napról napra egyre jobban tekeri fel Orbán Viktor a kampánypotmétert, háborús és terrorveszélyt kiáltva. Tett hasonlót 20 éve Gyurcsány...
Az autóipart sem kíméli a közel-keleti háború, ezek a gyártók kaphatják a legnagyobb ütést
A Bernstein befektetési elemzőház szerint a nem amerikai autógyártók közül a Toyota, a Hyundai és a kínai márkák – köztük a Chery...
Sport
Áll a bál Győrben, kemény üzenetet tett közzé az NB I éllovasa
Felrúgott egyezség, megrendült bizalom – az ETO FC vezetősége határozott közleményt adott ki.
A Fradi légiósa üzent a magyar közönség-nek, majd kirakták a magyarok elleni keretből
Golovin Vlagyimir fontos dolgot hiányolt, Albek Anna és Szemerey Zsófi szerint címeres mezben nem megengedhető, ami történt.
Rebrov váratlan dolgokat állított Zelenszkijről és a magyar válogatottról
Az Ukrajnáért dolgozó volt Fradi-edző kijelentette, hogy szívesen lenne magyar szövetségi kapitány.
„Aki felveszi a magyar válogatott mezét, ezt nem engedheti meg magának”
A dánok elleni vereség után kemény kritikát fogalmazott meg a magyar női kézilabda-válogatott játékosa.
Komoly következménnyel járt a Szeged BL-kudarca, bejelentették a távozást
Irányváltást jelezhet a lépés, a szurkolók elégedetlensége is nyilvánvaló.
Dibusz Dénes felkészült a legrosszabbra is, bizonytalan a Fradi-kapus jövője
A magyar válogatott és a Ferencváros szempontjából sem mindegy, mi történik a következő hetekben.
A Honvéd elrontotta a bulit: a Magyar Kupa nem csak az NB I-es csapatoké
Egyetlen gól döntött a negyeddöntő utolsó mérkőzésén.
Eltiltották a gyúrástól a Premier League legizmosabb futballistáját
A szélső korábban azt nyilatkozta, nem szokott edzőterembe járni, most meg már nem is járhat.
Lindsey Vonnt látva újra kell írni az orvosi szakkönyveket
Egy hónap sem telt el tragikus balesete óta, de már az edzőteremben erősít a havas lejtők csodalénye.
A tavasz bajnoka várja a bajnokot – a Fradi bosszúra készül
Robbie Keane együttesének nyernie kell, ha nem akar leszakadni az éllovas ETO-tól.
Változtattak a rajtprocedúrán a hétvégi Formula–1-es Ausztrál Nagydíj előtt
Újabb módosítás a szezonnyitóra.
Egy részeg letarolta a pályán, életmentő műtétet hajtottak végre a 16 éves olimpikonon
Hiába sikerült jól a műtét, kérdéses, gerincsérülése miatt valaha lábra tud-e még állni.
Bulvár
27 percig volt halott, felébredve tollat kért, és egyetlen hátborzongató szót írt a papírra...
Hatszor indították újra a szívét, és amit utána mesélt, attól az orvosok is lefagytak.
Magyar Péter üzent Zelenszkijnek: Egy külföldi állami vezető sem fenyegethet egyetlen magyart sem
Ha igazak a hírek, akkor az ukrán elnök megfenyegette Orbán Viktor miniszterelnököt. Hadd tegyem
Irán női focistái a közös mosdót se használhatják, minden mozdulatukat ellenőrzik Ausztráliában
„Olyan, mintha a rezsim szabályait egyszerűen áthozták volna a szállodába és a stadionba” – mondta támogatójuk.
Megérkezett a 720 forintos gázolaj Magyarországra, Ukrajna ezt mondja az elszálló üzemanyagárakról
Az egyik legnépszerűbb, üzemanyagárakkal foglalkozó honlap brutális számokat írt péntek reggelre, de az oroszok sincsenek most jó helyzetben.
Csökkent libidó, elmaradt orgazmus: Egy gyógyszer miatt végleg megváltozott a szexuális életünk
Amikor a páromnak antidepresszánst írtak fel, nem a szex jutott először eszembe. Az életünk számos területén könnyített, de a szexuális életünk megváltozott.
Váratlan lépésre szánta el magát az unió: így vetnének véget Orbán Viktor és Zelenszkij durva vitájának
Az Európai Unió pénzügyi és technikai támogatást nyújtana Ukrajnának a Barátság kőolajvezeték megrongálódott szakaszainak helyreállításához.
Mit árul el rólad, ha odanyújtod a tányért a felszolgálónak, amikor leszedi az asztalt?
A pszichológusok szerint többet elmond a személyiségedről, mint hinnéd.
Csalássorozat a One-nál: több rendőrségi feljelentés született, a szolgáltató hárít, de már dolgozik a megoldáson
Csalók fizethettek elő sokak nevében drágább csomagokra a One-nál az elmúlt hónapokban. Az incidensről a rendőrséget, a mobilszolgáltatót, valamint szakértőket kérdeztük.
Lengyel külügyminiszter az ukrán pénzszállítók elfogásáról: Megették a zebrákat, ellopták a pénzt
Reagált Radosław Sikorski, miután a TEK ukrán állampolgárokat fogott el Magyarországon.
Áll a bál Győrben, kemény üzenetet tett közzé az NB I éllovasa
Felrúgott egyezség, megrendült bizalom – az ETO FC vezetősége határozott közleményt adott ki.
Ha rendszeresen szeded a D-vitamint, ezt az egy szabályt feltétlenül be kell tartanod
Rendszeresen elhangzik, mennyire fontos, hogy gondoskodjunk a megfelelő D-vitamin-bevitelről. Vannak azonban szabályok, amelyekkel nem árt tisztában lenni, ha rendszeresen szedjük étrendkiegészítőként.
Ukrán külügyminiszter: Túszul ejtettek hét ukrán pénzszállítót a magyar hatóságok
Két pénzszállító autót tartóztattak fel a magyar hatóságok, és túszul ejtették az ukrán állami bank hét dolgozóját – erről írt az ukrán külügyminiszter péntek hajnalban. Az Oschadbank dolgozói a Raiffeise
- Megépült Nógrád megye legnagyobb napelemparkja
- Leesett az első hó Nógrád megyében
- Digitális Közösségi Alkotóműhelyt adtak át a Borbély Lajos Szakközépiskolában
- Hiába tilos, mégis sokan fűtenek hulladékkal
- Egymilliárd forintos beruházásban bővült a Salgglas termékpalettája
- Idén is emlékmenettel tisztelegnek a doni hősök előtt
- Újabb 3 évre kapott bizalmat a "A Háztartások Foglalkoztatásáért Alapítvány"
- Egyre kevesebben élnek Nógrád megyében
- Új járművek és eszközök érkeznek a nógrádi mentőállomásokra
- Ónos eső miatt adtak ki riasztás Nógrád megyére
- "Kapcsolatot teremtünk" interaktív fórum
- Közérdekű közlemény
- Nógrád Megyei Kormányhivatal: aki csak teheti, interneten keresztül intézze hivatalos ügyeit
