Prawdopodobnie każdy z nas usłyszał kiedyś, że „nie wygląda na swój wiek”. Choć takie sformułowanie może stanowić sugestię zarówno, że wyglądamy starzej, jak i młodziej, najczęściej jest ono subiektywną opinią. Jednak kryje się za nim pewna prawda – starzejemy się w różnym tempie. W różnym tempie starzeją się także tkanki w naszym organizmie. Wypracowywane przez nas zdrowe nawyki często mają na celu właśnie spowolnienie procesu starzenia się organizmu. Próbujemy zdrowiej jeść czy więcej ćwiczyć, aby dłużej zachować młodość. Niektóre efekty są widoczne gołym okiem lub łatwe do zmierzenia. Jak jednak sprawdzić, czy nasz mózg „wygląda na swój wiek”? Odpowiedzi dostarczają naukowcy z Uniwersytetu Południowej Kalifornii w Los Angeles.

Wiek naszego mózgu jest nie tylko wskaźnikiem obecnej kondycji organizmu, ale także wiarygodnym biomarkerem ryzyka rozwinięcia się chorób neurodegeneracyjnych. Choć szybsze starzenie się mózgu stanowi jeden z częściej wymienianych czynników ryzyka, w praktyce klinicznej jego ocena nie jest prosta. Dr Andrei Irimia wraz z zespołem podjęli próbę przekazania tego skomplikowanego zadania sztucznej inteligencji. Wykorzystując jej zdolność głębokiego uczenia się, przeanalizowano skany mózgów pochodzące z rezonansu magnetycznego osób o pełnej zdolności poznawczej, które w późniejszym czasie rozwinęły objawy łagodnych zaburzeń poznawczych lub choroby Alzheimera.

Na początku opracowana sztuczna inteligencja nauczyła się tworzyć szczegółowe anatomiczne mapy mózgu, dzięki którym możliwe było wykrycie specyficznych wzorców starzenia się u poszczególnych uczestników. Następnie naukowcy porównali oszacowany przez sztuczną inteligencję biologiczny wiek mózgu z rzeczywistym (chronologicznym) wiekiem badanych. Większa rozbieżność między tymi wartościami wiązała się z niższą sprawnością poznawczą i wyższym ryzykiem wystąpienia choroby Alzheimera. Uzyskane w badaniu wyniki wskazują, że opracowana przez zespół badawczy dr. Irimia sztuczna inteligencja ocenia wiek mózgu dokładniej niż wszystkie dotychczas opracowane metody.

„Im wcześniej wykryjemy podwyższone ryzyko rozwinięcia choroby Alzheimera, tym wcześniej możemy interweniować, proponować leczenie, monitorować chorobę. Potęgą sztucznej inteligencji jest jej zdolność do identyfikowania subtelnych, a zarazem skomplikowanych aspektów starzenia się mózgu, których inne metody nie są w stanie wychwycić. To właśnie stanowi klucz do rozpoznania podwyższonego ryzyka lata przed rozwinięciem choroby” – zaznacza dr Irimia.

Badanie ujawniło nie tylko wzorce specyficzne dla łagodnych zaburzeń poznawczych i choroby Alzheimera. Wykryto także różnice międzypłciowe w starzeniu się mózgu. Wśród mężczyzn, którzy są bardziej narażeni na zaburzenia ruchowe związane z chorobą Parkinsona, szybszemu starzeniu się ulegała kora ruchowa oraz prawa półkula mózgu.

„Nasze odkrycie może wytyczyć drogę dla tworzenia interwencji dopasowanych do unikalnych wzorców starzenia się każdego z nas” – tłumaczy dr Irimia wskazując, że możliwości zastosowania sztucznej inteligencji wykraczają poza ocenę ryzyka rozwoju zaburzeń.

Powszechnie dostępna sztuczna inteligencja tworzy już obrazy i wiersze oraz odpowiada na pytania. Być może wkrótce oceni również wiek naszego mózgu. Pozwoliłoby to na bieżące monitorowanie zdrowia, jednocześnie dostarczając wskazówek odnośnie dostosowanych do indywidualnych potrzeb czy deficytów interwencji, które mogłyby poprawić nasze funkcjonowanie. W końcu kto nie chciałby wiedzieć, w jakim wieku jest tak naprawdę jego mózg?

MJ

Bibliografia:
Yin C. et al. Anatomically interpretable deep learning of brain age captures domain-specific cognitive impairment. Proc Natl Acad Sci U S A, 2023

Dodaj komentarz