Cercetătorii creează un model de predicție a vârstei creierului bazat pe inteligență artificială

Cercetătorii de la Societatea Radiologică a Americii de Nord au dezvoltat un model de predicție a vârstei creierului bazat pe inteligență artificială (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 este suficient de gravă pentru a afecta funcționarea lor zilnică.

Studiul a implicat-o pe Ni Shu, doctor în filosofie, de la Laboratorul cheie al statului pentru neuroștiință cognitivă și învățare, Universitatea Normală din Beijing, 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 a fost bazat pe imagini MR cu ponderare T1 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 prezisă a pacienților cu aMCI din seturile de date ale Inițiativei de reînnoire a creierului în curs 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 prezisă 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 prezisă 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 lucrarea. “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 prezisă și biomarkeri pentru boala Alzheimer, progresia aMCI poate fi prevăzută mai bine.

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

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