I ricercatori creano un modello di previsione dell’età del cervello basato sull’intelligenza artificiale

I ricercatori della Radiological Society of North America hanno sviluppato un modello di previsione dell’età del cervello basato sull’intelligenza artificiale (AI) che può quantificare le deviazioni da una traiettoria di invecchiamento cerebrale sana nei pazienti con deterioramento cognitivo lieve.

Lo studio è stato pubblicato a giugno su Radiology: Artificial Intelligence.

Rilevamento precoce del deterioramento cognitivo

Secondo i ricercatori, il modello potrebbe essere utilizzato per aiutare nel rilevamento precoce del deterioramento cognitivo.

Le persone che soffrono di deterioramento cognitivo lieve amnestico (aMCI), una fase di transizione dall’invecchiamento normale alla malattia di Alzheimer, hanno deficit di memoria più gravi di quelli normali per la loro età e istruzione. Tuttavia, non è abbastanza grave da influenzare la loro funzione quotidiana.

Lo studio ha coinvolto Ni Shu, Ph.D., del State Key Laboratory of Cognitive Neuroscience and Learning, Beijing Normal University, a Pechino, in Cina, insieme ad altri colleghi.

Il team ha utilizzato un approccio di apprendimento automatico per addestrare un modello di previsione dell’età del cervello, che si basava sulle immagini MR pesate in T1 di 974 adulti sani tra i 49,3 e i 95,4 anni.

Il modello addestrato è stato quindi applicato per stimare la differenza di età prevista dei pazienti con aMCI nei dataset dell’iniziativa di ringiovanimento del cervello invecchiato di Pechino, che includeva 616 controlli sani e 80 pazienti con aMCI, e dell’iniziativa di imaging neurologico della malattia di Alzheimer, che includeva 589 controlli sani e 144 pazienti con aMCI.

Inoltre, il team ha anche esaminato le associazioni tra la differenza di età prevista e il deterioramento cognitivo, i fattori di rischio genetico, i biomarcatori patologici della malattia di Alzheimer e la progressione clinica nei pazienti con aMCI.

I risultati dello studio

I risultati dello studio hanno dimostrato che i pazienti con aMCI avevano traiettorie di invecchiamento cerebrale diverse da quelle normali. I modelli di previsione dell’età del cervello proposti sarebbero in grado di quantificare le deviazioni individuali da questa traiettoria normale.

Il team ha anche scoperto che la differenza di età prevista era fortemente legata al deterioramento cognitivo individuale dei pazienti con aMCI nei domini della memoria, dell’attenzione e della funzione esecutiva.

“Il modello predittivo che abbiamo generato era molto preciso nel stimare l’età cronologica dei partecipanti sani in base solo all’aspetto delle scansioni MRI”, ha affermato il documento. “In contrasto, per l’aMCI, il modello ha stimato l’età del cervello di essere più grande di 2,7 anni in media rispetto all’età cronologica del paziente.”

Il modello ha anche mostrato che i pazienti con aMCI progressivo soffrono di più deviazioni dalla normale vecchiaia rispetto ai pazienti con aMCI stabile. Utilizzando strumenti come il punteggio di differenza di età prevista e i biomarcatori per la malattia di Alzheimer, è possibile prevedere meglio la progressione dell’aMCI.

Combinando la differenza di età prevista con altri biomarcatori per la malattia di Alzheimer, è possibile ottenere la migliore performance per differenziare tra aMCI progressivo e aMCI stabile.

“Questo lavoro indica che la differenza di età prevista ha il potenziale per essere un biomarcatore robusto, affidabile e computerizzato per la diagnosi precoce del deterioramento cognitivo e il monitoraggio della risposta al trattamento”, hanno affermato gli autori.