Raziskovalci so ustvarili model za napovedovanje starosti možganov na osnovi umetne inteligence

Raziskovalci Radiološkega društva Severne Amerike so razvili model napovedovanja starosti možganov, ki temelji na umetni inteligenci (AI), ki lahko kvantificira odstopanja od zdrave poti staranja možganov pri bolnikih z blago kognitivno okvaro. 

Študija je bila objavljena že junija v Radiologija: umetna inteligenca.

Zgodnje odkrivanje kognitivnih motenj

Po mnenju raziskovalcev bi lahko model uporabili za pomoč pri zgodnjem odkrivanju kognitivnih motenj. 

Posamezniki, ki trpijo zaradi amnestične blage kognitivne okvare (aMCI), prehodne faze od normalnega staranja do Alzheimerjeve bolezni, imajo primanjkljaje spomina, ki so resnejši od običajnih za njihovo starost in izobrazbo. Vendar pa ni dovolj resno, da bi vplivalo na njihovo dnevno delovanje. 

Študija je vključevala dr. Ni Shuja iz Državnega ključnega laboratorija za kognitivno nevroznanost in učenje Pekinške normalne univerze v Pekingu na Kitajskem skupaj z drugimi kolegi. 

Ekipa je uporabila pristop strojnega učenja za usposabljanje modela napovedovanja starosti možganov, ki je temeljil na T1-uteženih MR slikah 974 zdravih odraslih, starih od 49.3 do 95.4 leta. 

Usposobljeni model je bil nato uporabljen za oceno predvidene starostne razlike bolnikov z aMCI v naborih podatkov Pekinške pobude za pomlajevanje možganov pri staranju, ki je vključevala 616 zdravih kontrolnih oseb in 80 bolnikov z aMCI, ter pobude za nevroimaging Alzheimerjeve bolezni, ki je vključevala 589 zdravih kontrolnih oseb in 144 aMCI. bolniki.

Poleg tega je skupina preučila tudi povezave med predvideno starostno razliko in kognitivno okvaro, genetskimi dejavniki tveganja, patološkimi biomarkerji Alzheimerjeve bolezni in kliničnim napredovanjem pri bolnikih z aMCI.  

Rezultati študije

Rezultati študije so pokazali, da so imeli bolniki z aMCI trajektorije staranja možganov, ki se razlikujejo od tipične normalne poti staranja. Predlagani modeli za napovedovanje starosti možganov bi lahko kvantificirali posamezna odstopanja od te normalne poti. 

Skupina je tudi ugotovila, da je bila predvidena starostna razlika močno povezana z individualno kognitivno okvaro bolnikov z aMCI na področjih, kot so spomin, pozornost in izvršilne funkcije. 

"Napovedni model, ki smo ga ustvarili, je bil zelo natančen pri ocenjevanju kronološke starosti pri zdravih udeležencih na podlagi samo videza slikanja MRI," je zapisano v dokumentu. "Nasprotno pa je za aMCI model ocenil, da je starost možganov v povprečju več kot 2.7 leta starejša od bolnikove kronološke starosti."

Model je tudi pokazal, da imajo bolniki s progresivno aMCI več odstopanj od tipičnega normalnega staranja kot bolniki s stabilnimi aMCI. Z uporabo orodij, kot so predvidena razlika v starosti in biomarkerji za Alzheimerjevo bolezen, je mogoče napredovanje aMCI bolje predvideti. 

S kombiniranjem predvidene starostne razlike z drugimi biomarkerji za Alzheimerjevo bolezen je mogoče doseči najboljše rezultate za natančno razlikovanje med progresivnim aMCI in stabilnim aMCI. 

"To delo kaže, da lahko predvidena starostna razlika postane trden, zanesljiv in računalniško podprt biomarker za zgodnjo diagnozo kognitivnih motenj in spremljanje odziva na zdravljenje," so povedali avtorji.