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
Történelmi pillanat az űrben – és magyarok is benne vannak
Megkezdte a tudományos adatszolgáltatást a világ első kereskedelmi alapú űrkutatási műholdja, a Mauve. Ez az első alkalom, hogy egy...
Dúró Dóra: véget kell vetni annak, hogy a magyar politikában semminek nincs felelőse
Megszüntetnék a politikusok mentelnmi jogát.
Benjamin Netanjahu: Egyre több jel utal arra, hogy Khamenei nincs többé
Az izraeli televízióban beszélt erről a politikus. Teherán szerint a vallási vezető túlélte az amerikai–izraeli támadást.
Veszélyes trükk terjed: ha ezt látod a számlatörténetedben, azonnal hívd a bankot
Egyre kifinomultabb módszerekkel próbálják megszerezni a csalók a bankkártyaadatokat, és sokszor sajnos csak egy egészen apró jel utal...
Tavaszi májtisztítás: 7 zöldség, ami védi és tisztítja a májat
Ahogy a tavasz beköszönt, egyre inkább előtérbe kerül a megújulás és a frissesség. A méregtelenítés ideális időszaka ez, amikor a...
Bejelentette Netanjahu: valószínűleg sikerült megölni Irán legfőbb vezérét
Egyre több jelét látja Izrael annak, hogy sikeresen likvidálták Ali Hámenei ajatollahot, Irán legfőbb vallási és politikai vezetőjét...
Több ezer gyereket raboltak el, hogy tökéletesként nőjenek fel: a legkegyetlenebb háborús bűn a Lebensborn program
A Lebensborn program kegyetlen ideológiai kísérlet volt a német fajnemesítésre.
Izrael-Irán háború 2026: óvóhelyeken várnak a Közel-Keleten lévő magyarok, több mint ezren kértek már segítséget - Most extra mobilnetet is kapnak
Izraelben óvóhelyeken várják a magyarok a légicsapások végét, ezután tudnak csak elutazni az országból.
A BL után a bajnokság is elúszott? Ilyen még nem volt Dortmundban, a Bayern erről is tett
A bajorok nyerni tudtak legnagyobb riválisuk otthonában, s ezzel óriási lépést tettek az aranyérem felé.
Magyar és szlovák gyerekek estek egymásnak az U10-es hokimérkőzésen + videó
Mindez Budapesten történt, szombat délután.
Már a vb-n életbe lép több igen furcsa szabályváltoztatás; Yamal triplázott és megelőzte Messit - külföldi körkép
Ezek voltak a legfontosabb és legérdekesebb szombati hírek a külföldi foci világában és a nemzetközi átigazolási piacon.
Rakétatámadás Dubaj ellen - Ez történt a rakétával eltalált, kigyulladt hotelben - egy magyar vendég szólalt meg a Blikknek
Megtaláltuk a dubaji Palm Jumeirah Fairmont Hotel egyik magyar vendégét és sikerült is elérnünk telefonon. mint ismert, ez az a szálloda,...
Sport
A zseniális Yamal csodagólt rúgott
A Villarreal védelmét és kapusát mattolta a Barcelona játékosa.
Videón, ahogy Lionel Messi félmeztelen fanatikusa a pályára rohan, majd a világsztárral együtt földre kerül
18 éves magyar fiú kezdett az Inter Miamai csapatában.
Dárdai új edzőt hozott az Újpesthez: "Nem volt nehéz igent mondanom"
Maximilian Kallensee lett az Újpest új erőnléti edzője, aki korábban megfordult a Borussia Dortmundnál, a Herthánál, a Werder Bremennél, valamint legutóbb az Elversbergnél.
Megvan a Fradi pontos programja az Európa-ligában
A sorsolás után kiderült a Ferencváros pontos programja is.
Két perc alatt duplázott az MTK a debreceni hajrában, egy pont lett a jutalma
Bárány Donát góljaival hiába vezetett két góllal a házigazda, meg kellett elégednie a döntetlennel.
Arne Slot meghúzta a „váratlant”, Szoboszlai végre a liverpooli középpálya tengelyében
A kiesés ellen küzdő West Ham United látogat Liverpoolba.
Elképesztő góllal indult a futballhétvége
Onnan rúgott nagyon nagy gólt, ahonnan mások a beadásra gondolnak.
Az argentin válogatott futballista beintett szerb edzőjének, nem ment le cserére
A tréner visszakozott, és a pályán hagyta önfejű középpályását.
NB I: "Ha sorozatos hibákat követünk el, az ellenfél betalál és így végződik a meccs" - edzői értékelések
Így látták a vezetőedzők a péntek esti DVSC-MTK mérkőzést.
Rejtélyes sérülés miatt kidőlt Marco Rossi alapembere
Egyelőre nem tudni, mennyi időt kell kihagynia Loic Negónak, akire jövő hét elején vizsgálatok várnak.
Magyar edzővel és egy 153 centiméter magas játékossal törte meg a 18 éve tartó átkot a német kiscsapat
Kiélezett csatában nyerte meg a kupadöntőt a kisvárosi együttes.
Szoboszlai gólpasszt adott, a Liverpool gálázott hazai pályán a kiesőjelölt ellen
Már az első félidőben három góllal mentek a Mersey-partiak.
Bulvár
A magyar sztárházaspár 800 milliós luxusingatlanban él Szentendrén: szobáról szobára mutatták meg
Fucsovics Márton és Molnár Nini kamerák előtt árulták szentendrei luxusotthonukat.
Végleges visszalépésre szólították fel Dobrev Klárát, ezt már nem hagyhatja figyelmen kívül
Kemény üzenetet kapott a DK elnöke, nem akárki szólt be neki.
Ez durva háborús uszítás: Tömegvere-kedést szerveznek a közösségi médiában iskolásoknak Londonban
A TikTokon és Snapchaten terjedő, úgynevezett „iskolai háborúkat” hirdető posztok miatt a londoni rendőrség és több iskola is riadót fújt. A hatóságok szerint a fegyvereket és erőszakot népszerűsítő közös
Tragikus Havas Henrik családi állapota, ezen még a pénz sem segíthet
Igaza volt Bohár Dánielnek?
Öt év börtönt is kaphatsz, ha ezt teszed otthon az autóddal
Hétköznapi autós műveletnek számít, otthon is megtehetjük, csak nem mindegy, hogyan.
Magyar Péter sorsa megpecsételődött, a múltban rejlik a 2026-os választás titka
Nagyon nagy tétje van az áprilisi választásnak, de úgy tűnik, hogy van egy eddig számításba nem vett tényező, ami sokat nyom a latba.
Rakétatámadás ért egy luxusszállodát Dubajban, lángokban áll az épület
Több felvétel is készült a támadásról.
3 csillagjegy, akinek nem várt pénzösszeg érkezik az életébe
Nem minden pénzügyi fordulat hangos és látványos. Néha egy elmaradt utalás, egy régi projekt beérő gyümölcse vagy egy váratlan lehetőség hoz pluszbevételt. Most három csillagjegy számíthat meglepetésszerű anya
Felgyorsult öregedés és eltűnő barátok: dolgok, amikre senki nem figyelmeztet a 40-es éveidben
A negyvenes éveink számos kihívást tartogatnak, amelyeket érdemes előre megfontolni. A személyes történetek és tanácsok segíthetnek felkészülni erre az időszakra.
Fél évszázada nem történt ilyen tragédia: Elveszett a magyar gyümölcstermés háromnegyede
A FruitVeB összesítése szerint a hazai gyümölcsállomány 75%-a megsemmisült, a csonthéjasoknál pedig szinte teljes a pusztulás – mutatjuk a megdöbbentő számokat.
Olyan fegyvereket kaphat Irán, hogy az amerikai haditengerészet is megijedhet
Nehezen lelőhető, villámgyors kínai rakétákat vennének az irániak. De tényleg veszélyeztethetnék ezekkel az amerikai hadihajókat is?
Összeeresztették az amerikai és a szovjet csúcsfegyvert - lehet tippelni, hogy melyik nyert
Legendás vadászrepülő küzdött meg a légvédelmi rakétával a szimulációban.
- Csökkent a gázolaj ára
- Leszakadt egy vasúti felsővezeték Érdnél, jelentős késésekre kell számítani
- NAV: sok változást hoz a jövedéki szabályozásban az új törvény
- Fontos útfelújítások kezdődnek Pápa térségében
- 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
