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.
hirdetés
 |
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
Nem csak a szavak számítanak: így kelthet azonnal bizalmat a hangjával
A magabiztosság tehát nem hangosságot, nem dominanciát jelent, hanem jelenlétet – egy olyan tónust, amely mellett a másik fél azt érzi:...
Téli méhpusztulás, gyenge termés és növekvő kockázatok – megvan, mi állhat a háttérben.
A legfrissebb vizsgálatok szerint a 2024–2025-ös időszakban tapasztalt méhveszteségek hátterében összetett okok állnak.
47 millió forintért vettek ősnyomtatványokat, hogy az Akadémiának adományozzák
Az MTA történetében száz éve nem volt példa ilyen értékes felajánlásra, mint amit Rozsondai Marianne és férje, Rozsondai Béla tett most.
Az öntévesztés infekciója
Újabban az van velem, hogy – ha akarom, ha nem – széles körben terjedő tapasztalom az észleleti fertőzés terjedése, és ráadásul...
Gyászol Tolvai Reni: karácsony éjjelén elpusztult 14 éve vele élő kutyája
Luxi régóta szívbetegséggel küzdött, és szenteste kórházba is került. Az orvosok azonban már nem tudták megmenteni az életét.
Napokon belül duplázódik a családi adókedvezmény: így lehet igénybe venni
Jövőre megduplázódik a családi adókedvezmény.
Húsz év után először kihaltnak nyilvánítottak egy madárfajt Svédországban
Svédországban kihaltnak nyilvánították a hóbaglyot, húsz év után először veszítve el hivatalosan egy madárfajt. A tudósok szerint az...
Hónapokra elegendő ételt halmoznak fel, és óvóhelyet építenek a föld alá: ezek az emberek az apokalipszisre készülnek
Őket nem fogja meglepetés érni, ha bekövetkezne a világvége.
Amerikai zenész megfejtette a piramisok titkát, a világot ettől a tudástól óva intették
A megoldás olyan népszerű lett, hogy tízmilliók nézték meg az amerikai férfi videóját.
7 téli kabát, amitől minden szetted drágábbnak tűnik
Egy jól megválasztott téli kabát nemcsak a hidegtől óv meg, hanem az egész megjelenésedet is gazdagabbá és exkluzívabbá teheti.
Óriási bajba került a UFC, akár meg is szűnhet?
Ennek nem lesz jó vége.
Véget ér az emberiség? A tudósok közölték a végítélet dátumát
A jóslat ezt mondja ki.
Sport
Egy sokkoló balesetben szörnyethalt Király Gábor volt csapattársa a felesége előtt
Leszakadt a sífelvonó, amiben a feleségével ült a korábbi német utánpótlás-válogatott futballista.
Felfüggesztették a bajnokságot, a Manchester City tulajdonosa eladta a klubot
A csapat kétszer nyert bajnokságot 2019 óta.
A Ferencváros magyar válogatott támadója Liverpoolba utazik
A tervek szerint három napot tölt vendégségben a Mersey partján.
Vizsgálják, honnan szerezte a maszkot a holtan talált norvég sílövő
A szövetség főtitkára szerint az ügy számos megoldatlan kérdést vet fel.
Teljes döbbenet a Real Madrid szurkolóinál, kiszivárgott a csapat jövő évi hazai meze
A sötétzöld és a neonrózsaszín is hangsúlyos lenne az új kollekción.
A volt teniszcsillag már nem költözne az USA-ba, mert lassan olyan, mint egykor Csehszlovákia volt
Martina Navratilova a kommunista Csehszlovákiából szökött el 18 évesen, majd lett állampolgár Amerikában.
Magyarok nélkül maradhat a Liverpool
Nem ezt szoktuk meg.
Az idei BL-döntőt vezető magyar bíró pórul járt a Barcelona „ellensége” miatt
Kihirdették az idei év legjobb játékvezetőit: Kovács Istvánt megelőzte a bíró, akire Flick nagyon kiakadt.
Megalázónak érezheti Phil Taylor a darts-vb pénzdíjait, a magyar is többet keresett
A 16-szoros világbajnok volt, hogy a vb-címért kevesebbet kapott, mint most az első fordulós kiesők.
Kós Hubert nem tervez hazatérni, hosszabb távon is az Egyesült Államokban képzeli jövőjét
„Nincs ennél jobb csapat a világon.”
Az olasz élvonalból kopogtattak be a Puskás Akadémia tehetségéért
200 utánpótlás-mérkőzésen 195 gólt szerzett.
Aggasztó hírek Michael Schumacherről, a Real Madrid szurkolói Szoboszlai kritikusa mellé álltak
„Szexuális szívességgel” vádolták meg a szexi sportolónőt.
Bulvár
Ordító baki történt a köztévén, előkerült a letiltott felvétel
Ha tudták volna, ezt a jelenetet biztosan törtölték volna utólag.
Hányszor kell zuhanyoznia egy idős embernek? 65 felett hetente ennyi alkalom az ideális
Heti néhány zuhany is elég lehet? Ezt mondja a tudomány a 65 év felettiek bőrápolásáról.
Magyar milliárdos landolt Thaiföldön - Kitalálja, hogy ki az?
Télből a nyárba az ünnepekre.
„Megkérdeztem a fodrászom, hogy mivel foglalkozik” – 10 vérciki beégés, amit sosem felejtesz el
Mindenkinek volt már olyan pillanata, amikor legszívesebben elsüllyedt volna szégyenében. Íme tíz történet, ami garantáltan mosolyt csal az arcodra, még ha kínos is volt átélni.
Már Ferihegyen van az új magyar légitársaság óriásgépe
A Hungary Airlines repülője az első Big Twin áruszállító Európában.
3 csillagjegy, akivel igazi csoda történik 2025 utolsó hetén
Az év utolsó napjai mindig hordoznak valami suttogó ígéretet. December vége a lezárás és az újraindulás határvonala, ahol a múlt még velünk van, de már érződik a jövő hívása is. Ez a jövő három csillagjegy
A Venus együttes dögös énekesnője volt: így fest ma 49 évesen Varga Zsuzsa
Mutatjuk, mennyit változott Varga Zsuzsa a Venus együttes óta.
Egy sokkoló balesetben szörnyethalt Király Gábor volt csapattársa a felesége előtt
Leszakadt a sífelvonó, amiben a feleségével ült a korábbi német utánpótlás-válogatott futballista.
Sugarbaby voltam és bánom. 10+1 igaz történet
Azt hinnénk, egy sugarbaby élete csak a luxusról és kényelemről szól, de a valóság sokkal kiábrándítóbb.
Magyar Péter bődületes karácsonyi vallomást tett a párjáról, te is meghökkensz majd, ilyen személyes dolgot eddig még nem mondott
Magyar Péter karácsony második napján adott interjút.
A magyar kormány is reagált Donald Trump csapására
Az államtitkár emlékeztetett, hogy Magyarország ilyen ügyekben 2019 óta hasonlóan cselekszik.
Felfüggesztették a bajnokságot, a Manchester City tulajdonosa eladta a klubot
A csapat kétszer nyert bajnokságot 2019 óta.
- Csökkent a gázolaj ára
- Leszakadt egy vasúti felsővezeték Érdnél, jelentős késésekre kell számítani
- NAV: sok változást hoz a jövedéki szabályozásban az új törvény
- Ruhagyűjtést szerveztek a rászorulóknak Veszprémben
- Teherautó borult fel Veszprém megyében
- Megújult utakon járhatunk Veszprém megyében
- Toborzás Veszprém megyében
- Ezek a kutyusok várnak szerető gazdira Veszprém megyében
- 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
