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
Az új iCAUR V27: klasszikus karakter, modern elektromos hajtás és szabadság, hogy bárhová elindulhassunk
Az iCAUR V27 új megközelítést kínál az elektrifikált SUV-k világában. A klasszikus terepjárók karakteréből merít ihletet, miközben a...
Kiderült, mi lesz több mint 40 millió Mol-részvény sorsa
A Mol Nyrt. és a Mol Investment Kft. megállapodott az állammal a Mol Új Európa Alapítvány megszűnéséhez kapcsolódó elszámolásról –...
Nagyobb a baj, mint hiszik: veszélyes illúzióban élnek a gazdák egy mediterrán országban
Olaszországban egyre súlyosabb károkat okoz az agráriumnak a klímaváltozás. A 2023 és 2025 közötti időszakban a gazdaságok több mint...
Behúzta a féket a gáz ára, az olajár is szelídülni kezdett
Emelkedéssel zártak az európai tőzsdék, mind a földgáz, mind az olaj és az arany árfolyama is mérséklődött.
Családon belülről érkezett kritika Magyar Péter irányába
A miniszterelnök testvére is bírálta Unger Anna megválasztását, miután a férje „hatalmas nemet” mondott.
Szentendrei fantom: Fehér ruhás őrült tartja rettegésben a város lakóit
Járókelőket zaklat és ijeszteget a szellemnek öltözött alak.
Pár napja több mint 50 fokot mértek ezen a helyen: elképesztő fotón a perzselő kaliforniai sivatag
Lélegzetelállító táj, vakító napsütés és brutális hőség – így néz ki most a kaliforniai Halál-völgy.
A 60 éves Soma Mamagésa fürdőruhában pózolt: 7 hónapos unokáját is megmutatta a fotón
Soma Mamagésa unokája ellopta a show-t a közös vízparti fotón.
Miért túlórázunk, ha senki nem várja el?
Ha valaha úgy érezted, hogy a túlóráktól érzed magad értékesebbnek, nem vagy egyedül – ez egy jól ismert pszichológiai jelenség....
Kritikus helyzettel fenyeget a latin-amerikai ország költségvetési tanácsának elnöke
Tovább romolhat Kolumbia államháztartási helyzete, ha a kongresszus elfogadja a kormány 2027-es költségvetési javaslatát –...
Kártevők ellen és trágyaként is kiválóan beválik ez a vegyszermentes permetszer – a hűtőből.
Nemcsak védi, de táplálja is a növényeket.
Hegedűs bejelentette: megszűnik a Kásler Miklós minisztersége alatt a rákkutatásra létrehozott alapítvány, ami közpénzből vett budai luxusvillát
Az egészségügyi miniszter szerint az alapítvány papíron fontos feladatot kapott, de annak ellenére sem ért el kézzelfogható...
Sport
"Ez elfogadhatatlan" - Azonnali bejelentést tett a szenzációs Fradi ellenfelének edzője
Nem sok választása maradt a Trabzonspor trénerének, a gálázó Ferencváros ellen kevés egy Mohamed Salah.
Liverpool FC: Két világklasszis támadó leigazolásával sokolná a futballtársadalmat Andoni Iraola
A Real Madridtól és a Crystal Palace-től is érkezhet játékos.
Gulácsi Péter visszatér Liverpoolba, de ennek nem fognak örülni Szoboszlaiék
Sorsoltak a Bajnokok Ligájában, nem vár könnyű menet a Liverpoolra.
Liverpool: újra a címlapokon Alexis Mac Allister szenzációs klubváltása
Sztárcsapat tehet érte ajánlatot a Liverpoolnak.
Sorsoltak az Európa-Ligában: két sztárcsapattal és egy régi ismerőssel is találkozik a Ferencváros
A pénteki sorsoláson derült ki, kikkel játszanak a zöld-fehérek az Európa-Liga ligaszakaszában.
Rekordösszegért adta el labdarúgóját a Fradi, megvan a 13. nyári távozó
Rengeteget kerestek az üzleten.
Fabrizio Romano: Váratlan igazolást jelent be a Real Madrid az átigazolási hajrában!
A transzferguru, Fabrizio Romano információi szerint a Real Madrid a piac zárása előtt megegyezett a Granada 21 éves ghánai védőjével, Oscar Naaseivel. Florentino Pérez 2 millió eurót fizet a játékosért. Bár a Rea
Raphinha gólörömmel üzente meg, hogy melyik sztárt kéne leigazolnia a Barcának
Titkos üzenet száll a szélben?
Edzőt buktatott a Fradi, új tréner érkezik a megalázó Európa-liga-búcsú után
A szakember már a sajtótájékoztatóra sem ment el, hanem élő adásban lemondott.
Újabb játékost adott el az FC Barcelona a bajnokcsapatából
Hansi Flick csökkenti a keretet.
Kubatov Gábor máris reagált a Belügyminisztérium feljelentésére a Fradiváros ügyében
Három lehetőség áll a Ferencváros előtt.
Kőkemény sorsolást kaptak Varga Barnabásék a BL-ben: a Real Madrid és a Man. City ellen is játszanak
A Liverpool kedvező riválisok kapott, bizakodhat a címvédő Paris Saint-Germain is.
Bulvár
Felénk tart a kontinens legdurvább zivatarrendszere - Szupervihar tarolja le Európát, már a magyar határon kopogtat a front
Kíméletlen szupervihar söpör végig Európán tornádókkal és 10 centis jéggel. Mutatjuk a legfrissebb időjárás-előrejelzést és azt, hogy mi vár Magyarországra.
Már napi egy pohár is 2,5-szeresére növeli a gyomorrák kockázatát ebből a népszerű italból
Egy nagyszabású amerikai kutatás döbbentette rá a világot arra, hogy az egyik legnépszerűbb frissítőnk súlyos egészségügyi veszélyeket rejt.
Ebbe belebuknak - Puzsér Róbert páros lábbal szállt bele Magyar Péterékbe
Elszabadultak az indulatok: Puzsér Róbert kíméletlenül nekiment a Tisza Pártnak, amiért Unger Annát jelölik a vagyonvisszaszerzési hivatal élére.
Menekülnek a magyarok a Balaton partjáról: minden négyzetmétert elleptek az árvaszúnyogok
A turizmust is befolyásolja az idei árvaszúnyog-helyzet a Balatonnál. A déli parton igencsak rossz a helyzet.
Egy este összejöttünk a lakótársammal – másnap úgy tettünk, mintha semmi sem történt volna
Volt egy este, amikor a lakótársamra néztem, és hirtelen nem a lakótársamat láttam. Nem tudom, mi változott meg – talán a fény, talán a bor, talán a nyolc közös hónap súlya.
Magyar Péter szembeszáll Oroszországgal - Már külföldön is a magyar kormányfőről írnak
"Budapest mostantól „fenyegetésként” minősíti Oroszországot." - harsogják a szomszédban.
Kármán András: a nyugdíjminimum eme-lése mellett a legalacsonyabb nyugdíjakat sávosan tovább növelik
A nyugdíjminimum emelése mellett a legalacsonyabb nyugdíjakat sávosan tovább növelik; az intézkedéscsomag több mint 700 ezer embert érint - közölte Kármán András pénzügyminiszter csütörtökön a Facebook-oldalá
Nagyszabású ellenőrzés jöhet: országszerte mintegy százezer engedély nélküli kút működhet
Elfogadta a kormány az új vízgazdálkodási tervet, mely szerint feltérképezik a vízkivételi helyeket, a talajban tartják a vizet, és mezőgazdasági területeket is bevonhatnak a víztározásba. Mutatjuk a részleteket.
„Már két éve is lehetett látni, hogy mekkora gond lesz. Az lett” – Lázárék a választás másnapján lezárták a MÁV rendbetételét célzó eljárást
A Lázár János vezette minisztérium még 2024-ben 7 hatósági kötelezést írt elő a MÁV-nak. Ezek határideje mára lejárt, ezért utánajártunk, hogyan sikerült teljesíteni a kötelezéseket.
Nyakunkba szakad az ég szombaton - 12 vármegyére adtak ki riasztást a brutális viharok miatt
Megérkezett a legfrissebb időjárás-jelentés! Szombaton szaharai por, pokoli hőség és pusztító viharok is lecsaphatnak. Mutatjuk, hol van érvényben riasztás.
Radnai Márkot részegen vették a kamerák: így még nem láttad a politikust
Radnai Márkról olyan felvétel került elő, ahol kamerák előtt részegedett le.
Súlyos dolgot jelentette be Magyar Péter: sokan izgulhatnak
Magyar Péter szerint elfogadhatatlan, hogy egyes büntetőügyek akár 5–10 évig húzódnak. Szigorítják a szabályokat és gyorsítanak. A Súlyos dolgot jelentette be Magyar Péter: sokan izgulhatnak bejegyzés először A
blogmorzsák
Bérczesi Róbert 50 éves
Egy szál gitár, egy kerek Bérczesi-születésnap, és a legnagyobb Hiperkarma-, Biorobot- és Blabla-slágerek a Magyar Zene Házában.
Elszabadult az autópiac Magyarországon
A Volkswagen letarolt mindent.
- Csökkent a gázolaj ára
- Leszakadt egy vasúti felsővezeték Érdnél, jelentős késésekre kell számítani
- NAV: sok változást hoz a jövedéki szabályozásban az új törvény
- Tatabányát is érinti a vonatok késése
- Jótékonysági koncertet szerveznek a soproni gyerekeknek
- Elhunyt a 111 éves soproni Elza néni
- Idén összefogva tartja meg a jótékonysági Rotary-bált a soproni klub
- Ezekre az állásokra lehet jelentkezni Sopronban
- A soproni Gyógyközpontban látogatási tilalmat rendeltek el
- Soproniak figyelem! Eltűnt a 13 éves Richárd
- Megkezdődött az online jegyértékesítés a soproni Euroliga Final Four-ra
- Az E.ON nevével visszaélve téveszthetik meg a lakosságot
- Így úszható meg a hosszú várakozás a horvát autópálya-kapuknál
