Cercetătorii creează un model de predicție a vârstei creierului pe baza inteligenței artificiale

Cercetătorii de la Societatea Americană de Radiologie au dezvoltat un model de predicție a vârstei creierului pe baza inteligenței artificiale (IA) care poate cuantifica abaterile de la o traiectorie normală de îmbătrânire a creierului la pacienții cu deteriorare cognitivă ușoară.

Studiul a fost publicat în luna iunie în Radiologie: Inteligență Artificială.

Detectarea precoce a deteriorării cognitive

Conform cercetătorilor, modelul ar putea fi utilizat pentru a ajuta la detectarea precoce a deteriorării cognitive.

Persoanele care suferă de deteriorare cognitivă ușoară amnezică (aMCI), o fază de tranziție de la îmbătrânirea normală la boala Alzheimer, au deficiențe de memorie mai grave decât cele normale pentru vârsta și educația lor. Cu toate acestea, nu sunt suficient de grave pentru a afecta funcționarea lor zilnică.

Studiul a implicat-o pe Ni Shu, doctor în filozofie, de la Laboratorul cheie al statului pentru neuroștiința cognitivă și învățare, Universitatea Normală din Beijing, în Beijing, China, împreună cu alți colegi.

Echipa a utilizat o abordare de învățare automată pentru a antrena un model de predicție a vârstei creierului, care s-a bazat pe imagini RM T1-ponderate ale a 974 de adulți sănătoși cu vârste cuprinse între 49,3 și 95,4 de ani.

Modelul antrenat a fost apoi aplicat pentru a estima diferența de vârstă prevăzută a pacienților cu aMCI din seturile de date de la Inițiativa de reînnoire a creierului în procesul de îmbătrânire din Beijing, care a inclus 616 controale sănătoase și 80 de pacienți cu aMCI, și Inițiativa de imagistică neurologică a bolii Alzheimer, care a inclus 589 de controale sănătoase și 144 de pacienți cu aMCI.

Pe lângă aceasta, echipa a examinat și asocierile dintre diferența de vârstă prevăzută și deteriorarea cognitivă, factorii de risc genetici, biomarkerii patologici ai bolii Alzheimer și progresia clinică la pacienții cu aMCI.

Rezultatele studiului

Rezultatele studiului au demonstrat că pacienții cu aMCI au avut traiectorii de îmbătrânire a creierului distincte de traiectoria normală de îmbătrânire. Modelele propuse de predicție a vârstei creierului ar putea cuantifica abaterile individuale de la această traiectorie normală.

Echipa a constatat, de asemenea, că diferența de vârstă prevăzută a fost puternic legată de deteriorarea cognitivă individuală a pacienților cu aMCI în domenii precum memoria, atenția și funcția executivă.

“Modelul predictiv pe care l-am generat a fost foarte precis în estimarea vârstei cronologice a participanților sănătoși pe baza aspectului singur al scanărilor MRI”, a declarat articolul. “În schimb, pentru aMCI, modelul a estimat vârsta creierului a fi cu peste 2,7 ani mai mare în medie decât vârsta cronologică a pacientului”.

Modelul a arătat, de asemenea, că pacienții cu aMCI progresiv suferă de mai multe abateri de la îmbătrânirea normală decât pacienții cu aMCI stabil. Prin utilizarea unor instrumente precum scorul de diferență de vârstă prevăzută și biomarkeri pentru boala Alzheimer, progresia aMCI poate fi prevăzută mai bine.

Prin combinarea diferenței de vârstă prevăzute cu alți biomarkeri pentru boala Alzheimer, se poate obține cea mai bună performanță pentru diferențierea precisă între aMCI progresiv și aMCI stabil.

“Această lucrare indică faptul că diferența de vârstă prevăzută are potențialul de a fi un biomarker robust, fiabil și computerizat pentru diagnosticarea precoce a deteriorării cognitive și monitorizarea răspunsului la tratament”, au declarat autorii.