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
Görkorcsolyával gurult a halálba a 16 éves sportoló
Villamos gázolta halálra a fiatal sportolót, aki a tilos jelzés ellenére gurult a sínekre. Megrázó baleset történt Pozsony Ligetfalu...
A Greenpeace feljelentést tett az azbesztes osztrák kőbányák miatt
Szombathely egyik városrészét szennyezett kőzúzalékkal borították le.
A MOK szerint a hálapénz után az „orvosbárói” rendszer lebontása lehet a következő nagy reform
A Magyar Orvosi Kamara (MOK) egy frissen megjelent vitairatban állítja: a hálapénz kivezetése önmagában nem számolta fel a magyar...
Ezt tedd a pünkösdi rózsákkal tavasszal, hogy hosszú ideig szépek maradjanak
Mutatjuk, mi a teendő.
Nem jött be a kispesti trash talk a Magyar Kupa elődöntőjében
Nem akármilyen büntetőpárbajt láthattak a nézők.
Progresszív luxus BMW-módra: megnéztük az új 7-est
A BMW nem várt a generációváltásig, hogy a 7-es sorozat megkapja a legújabb fejlesztéseit, ezért a modellciklus felénél olyan léptékű...
Botkának dolgozott, Márki-Zay lepattintotta, Magyar Péter leigazolta – kampányguruból és elemzőből lesz csúcsminiszter Ruff Bálint
Ruff Bálint azt mondta, a választás után kapott felkérést Magyar Pétertől, a kampány alatt nem volt formális kapcsolata a Tiszával. A...
Májustól éjjel-nappal nyitva lesz a röszkei és az ásotthalmi határátkelőhely
A rendőrség szerint ezzel nem csak az ingázók mindennapjait teszik majd kényelmesebbé, de a tranzitforgalom eloszlását is segítik.
Megszólalt Tóth Gabi a Fidesz-frakciós munkájáról
A ciklus végével lejár a szerződés, amit a Fidesz parlamenti frakciójának vezetője, Kocsis Máté kötött az énekesnővel.
Robbanás a petárdagyárban: többen életüket vesztették
A környéken lakók azt hitték, földrengés történik.
5 jel, hogy békében vagy önmagaddal, és nem akarsz megfelelni senkinek
Szinte elvárás lett mások véleményéhez igazodni, ezért egyre nagyobb érték az, ha valaki egyszerűen csak jól van önmagával. Nem akar...
Sport
Dárdai Pál súlyos állítása, többé nem akar a fiaival dolgozni: „Sértődjetek meg.”
Az Újpest sportigazgatója a szokásos szókimondó, őszinte válaszokat adta a neki feltett kérdésekre.
Egy év Shane Tusup mellett, és Jackl Vivient mentálisan össze kellett kaparni
Az Európa-bajnok, 17 éves úszó nagyon rossz időszakon van túl, de a sikerek jót tesznek a lelkének.
Földhöz vágták a magyar szövetségi kapitányt Albániában az Eb-n
Fritsch Róbert nagyon örült a bronzéremnek, Vitek Dárius nem volt boldog az elveszített döntője után.
Páros lábbal szállt bele az „elkényelmesedett” fiatalokba a magyar futball megmondóembere
Révész Attila szerint a szabályozás is hibás.
Úgy tűnik, Liverpoolban eldöntötték, hogy ki lesz az edző a következő szezonban
Változás történt az elmúlt hetekben.
Vége a találgatásoknak: Megvan, ki lesz Szoboszlai Dominik edzője a következő szezonban
Mutatjuk a részleteket.
Elszalasztotta Fradi a nagy esélyt, de így is világraszóló üzenetet küldött
A Ferencváros idegenben csapott össze a Pro Reccóval, a szurkolók harminc gólt láthattak.
Kisorsolták a magyar válogatott vb-ellenfeleit, ezekkel a csapatokkal találkoznak majd Juhász Dorkáék
Völgyi Péter szövetségi kapitány szerint nem lehetetlen küldetés a továbbjutás.
Eldőlt, ki lesz a Liverpool edzője, a nyakát törte a pályán a legendás Klinsmann fia - külföldi körkép
Ezek voltak a legfontosabb és legérdekesebb keddi hírek a külföldi foci világában és a nemzetközi átigazolási piacon.
Marca: a kifütyült Real Madridot Arda Güler köré kell újjáépíteni – és Szoboszlai?
Az Alavés elleni nehézkes siker után a spanyol szaklap szerint a török a jövő sikereinek a kulcsa.
Dárdai elmondta, lesz-e valamelyik fia az Újpestben: "Nem, mert nem vagytok elég intelligensek hozzá. És az egész világ sem az"
Szokásához híven nyílt őszinteséggel beszélt az Újpest sportigazgatója több érdekes témában is.
Borbély Balázst súlyos dilemma nyomja az újabb Fradi–ETO meccs előtt
Három nappal a bajnoki után ismét egymásnak feszül a két gárda, ma este a Groupama Arénában a Magyar Kupa döntője a tét.
Bulvár
Ennyire még sosem alázták meg Tóth Gabit, így esélye sincs az újrakezdésre
Egyre elkeserítőbb, ami az énekesnő körül zajlik.
500 ezer forint feletti nyugdíj: 110 ezer honfitársunknak nem álom
2026 januárjában 110 233 fő kapott több mint 500 ezer forint nyugdíjat, közel másfélszer ennyien (163 865-en) ugyanakkor kevesebb mint havi 100 ezer forintból kényszerülnek megélni – derül ki a statisztikai hivatal
Magyar Péter fantasztikus luxusban él, először leshetünk be a miniszterelnök otthonába
Éppen vendéget várt, amikor felvették róla ezt a videót.
Magyar Péter döntött, most magyarok tömege kéri, hogy azonnal hívják be a stúdióba
Magyar Péter újabb döntésekről számolt be.
„A feleséged nem fog érezni semmit, és nem fog emlékezni semmire”
Egy hónap alatt 62 millió megtekintése volt annak az „online erőszakakadémiának”, amelyen férfiak attól cseteltek, hogyan kábítsák el a partnerüket, miként kövessenek el ellenük szexuális erőszakot, és végü
Ingatlan.com: a választások után Svájcból és az USA-ból is megugrott az érdeklődés a magyar lakások iránt
A választások utáni héten összességében csökkent a külföldről érkező kereslet a magyarországi lakóingatlanok iránt, de több országból kifejezetten élénkült az érdeklődés. Az ingatlan.com adatai szerint a l
„Mindenkitől elvárom, hogy legalább 120 ezer ft-ot költsön ránk” - durva dolgok, amiket menyasszonyok kértek
Van, hogy a menyasszony menyasszörnyé alakul át, és mindenféle irreális elvárásokat támaszt mások elé. Erre hoztunk most néhány példát.
Új készpénzlimitet vezetnek be: kellemetlen meglepetés érhet fizetéskor
Jövő nyártól nem lehet majd korlátlanul készpénzzel fizetni, a változás leginkább az autóvásárlást érinti majd.
Nyomtalanul eltűnt a csokoládégyár magyar igazgatója
A Hindu csokoládégyár mikulásait az 1930-as és 40-es években egész Magyarország jó étvággyal fogyasztotta, a tulajdonosnak, Tyrilow Teofilnak azonban gyára államosítása után nyoma veszett.
Fontos bejelentést tett Sulyok Tamás: az új Országgyűlésről van szó
A közvélemény lázasan várta a pillanatot, amikor a köztársasági elnök bejelenti az új Országgyűlés alakuló ülésének időpontját. Nos, Sulyok Tamás most végre megnevezte a dátumot.
Új munkaszüneti nap lehet Magyarországon – zöld utat kapott a kezdeményezés
Hitelesítették a népszavazási kérdést, egy lépéssel közelebb kerültünk ahhoz, hogy munkaszüneti nap legyen december 24-e.
Új készpénzfizetési limit jön: sokakat érhet meglepetés vásárláskor
2027-ben jön az új rendszer.
blogmorzsák
Befolyásolják-e az államformát a nemzetközi viszonyok?
Milyen nemzetközi folyamatok vezettek a magyar állami berendezkedés átalakulásaihoz?
A hiányállapot negatív hatása
Ezért érdemes odafigyelni rá
- 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
