Ερευνητές Δημιουργούν Μοντέλο Προσδιορισμού Ηλικίας Εγκεφάλου Βασισμένο σε Τεχνική Νοημοσύνης

Ερευνητές στο Ραδιολογικό Σύλλογο Βόρειας Αμερικής έχουν αναπτύξει ένα μοντέλο προσδιορισμού ηλικίας εγκεφάλου βασισμένο σε τεχνική νοημοσύνης (AI) που μπορεί να ποσοτικοποιήσει τις αποκλίσεις από μια υγιή πορεία γήρανσης του εγκεφάλου σε ασθενείς με ήπια γνωστική επιδείνωση. 

Η μελέτη δημοσιεύθηκε τον Ιούνιο στο Ραδιολογία: Τεχνική Νοημοσύνης.

Πρόωρη Ανίχνευση της Γνωστικής Επιδείνωσης

Σύμφωνα με τους ερευνητές, το μοντέλο θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για να βοηθήσει στην πρόωρη ανίχνευση της γνωστικής επιδείνωσης. 

Άτομα που πάσχουν από αμνησιακή ήπια γνωστική επιδείνωση (aMCI), μια μεταβατική φάση από τη φυσιολογική γήρανση στην νόσο Αλτσχάιμερ, έχουν ελλείψεις μνήμης που είναι πιο σοβαρές από το φυσιολογικό για την ηλικία και την εκπαίδευσή τους. Ωστόσο, δεν είναι αρκετά σοβαρές ώστε να επηρεάσουν την καθημερινή τους λειτουργία. 

Η μελέτη περιελάμβανε τον Ni Shu, Ph.D., από το Κρατικό Εργαστήριο Νοημοσύνης και Μάθησης, Πανεπιστήμιο Πεκίνου, στην Πεκίνο, Κίνα, μαζί με άλλους συνεργάτες. 

Η ομάδα χρησιμοποίησε μια προσέγγιση μηχανικής μάθησης για να εκπαιδεύσει ένα μοντέλο προσδιορισμού ηλικίας εγκεφάλου, το οποίο βασίζεται στις εικόνες T1-βαρυτών MR 974 υγιών ενηλίκων ηλικίας μεταξύ 49,3 και 95,4 ετών. 

Το εκπαιδευμένο μοντέλο εφαρμόστηκε στη συνέχεια για να εκτιμήσει τη διαφορά ηλικίας των ασθενών με aMCI σε συνόλους δεδομένων από την Πρωτοβουλία Αναγέννησης του Εγκεφάλου της Πεκίνου, η οποία περιελάμβανε 616 υγιείς μάρτυρες και 80 ασθενείς με aMCI, και την Πρωτοβουλία Νευροαπεικόνισης της Νόσου Αλτσχάιμερ, η οποία περιελάμβανε 589 υγιείς μάρτυρες και 144 ασθενείς με aMCI.

Εκτός από αυτό, η ομάδα εξέτασε τις συσχετίσεις μεταξύ της διαφοράς ηλικίας και της γνωστικής επιδείνωσης, των γενετικών παραγόντων κινδύνου, των παθολογικών βιοδείκτων της νόσου Αλτσχάιμερ και της κλινικής εξέλιξης των ασθενών με aMCI.  

Τα Αποτελέσματα της Μελέτης

Τα αποτελέσματα της μελέτης έδειξαν ότι οι ασθενείς με aMCI είχαν πορεία γήρανσης του εγκεφάλου διαφορετική από την τυπική φυσιολογική πορεία γήρανσης. Το προτεινόμενο μοντέλο προσδιορισμού ηλικίας εγκεφάλου θα μπορούσε να ποσοτικοποιήσει τις ατομικές αποκλίσεις από αυτήν την φυσιολογική πορεία. 

Η ομάδα βρήκε επίσης ότι η διαφορά ηλικίας ήταν στενά συνδεδεμένη με την ατομική γνωστική επιδείνωση των ασθενών με aMCI σε τομείς όπως η μνήμη, η προσοχή και η εκτελεστική λειτουργία. 

“Το προγνωστικό μοντέλο που δημιουργήσαμε ήταν υψηλής ακρίβειας στην εκτίμηση της χρονολογικής ηλικίας σε υγιείς συμμετέχοντες με βάση μόνο την εμφάνιση των σκαν MR”, ανέφερε η εργασία. “Αντίθετα, για τους ασθενείς με aMCI, το μοντέλο εκτίμησε την ηλικία του εγκεφάλου να είναι μεγαλύτερη από 2,7 χρόνια σε σχέση με την χρονολογική ηλικία του ασθενούς.”

Το μοντέλο έδειξε επίσης ότι οι προοδευτικοί ασθενείς με aMCI πάσχουν από μεγαλύτερες αποκλίσεις από την τυπική φυσιολογική γήρανση σε σχέση με τους σταθερούς ασθενείς με aMCI. Μέσω της χρήσης εργαλείων όπως ο δείκτης διαφοράς ηλικίας και οι βιοδείκτες για την νόσο Αλτσχάιμερ, η εξέλιξη της aMCI μπορεί να προβλεφθεί καλύτερα. 

Συνδυάζοντας τη διαφορά ηλικίας με άλλους βιοδείκτες για την νόσο Αλτσχάιμερ, μπορεί να επιτευχθεί η καλύτερη απόδοση για την ακριβή διάκριση μεταξύ προοδευτικών και σταθερών ασθενών με aMCI. 

“Αυτό το έργο δείχνει ότι η διαφορά ηλικίας έχει το δυναμικό να είναι ένα ισχυρό, αξιόπιστο και υπολογισμένο βιοδείκτη για την πρόωρη διάγνωση της γνωστικής επιδείνωσης και την παρακολούθηση της απόκρισης στη θεραπεία”, ανέφεραν οι συγγραφείς.