Ειδικός αλγόριθμός υπολογίζει με περισσότερη ακρίβεια από ποτέ, την ηλικία του ανθρώπινου εγκεφάλου και κατ' επέκταση τον κίνδυνο εκδήλωσης νόσου Αλτσχάιμερ - Ο ανδρικός ή ο γυναικείος εγκέφαλος γερνάει ταχύτερα;
Συνήθως υπολογίζουμε την ηλικία μας βάσει της χρονολογίας γέννησης μας. Αλλά ο εγκέφαλος φαίνεται τελικά να «κρατά» τα μυστικά της υγείας και μπορεί να αποδειχθεί καλύτερος προγνωστικός δείκτης της πορείας της και των κινδύνων εκδήλωσης σοβαρών παθήσεων.
Ερευνητές του Πανεπιστημίου της Νότιας Καλιφόρνια σε άρθρο που δημοσιεύουν στο Proceedings of the National Academy of Sciences, ανέπτυξαν ένα νέο μοντέλο τεχνητής νοημοσύνης (ΑΙ) που αναλύει τις μαγνητικές τομογραφίες εγκεφάλου και προβλέπει με ακρίβεια τη γνωστική εξασθένηση που αποτελεί προπομπό νευροεκφυλιστικών ασθενειών, όπως η νόσος Αλτσχάιμερ, συγκριτικές με άλλες υπάρχουσες μεθόδους.
Η γήρανση του εγκεφάλου θεωρείται ένας από τους πλέον αξιόπιστους βιοδείκτες του κινδύνου εκδήλωσης νευροεκφυλιστικών ασθενειών. Και ο κίνδυνος αυτός αρχίζει να αυξάνει όταν ο εγκέφαλος εμφανίζεται να είναι «μεγαλύτερος» από την χρονολογική ηλικία του ατόμου.
«Η μελέτη μας αξιοποιεί τη δύναμη της τεχνητής νοημοσύνης για να εντοπίσει περιοχές του εγκεφάλου που γερνούν με τρόπους που αντανακλούν μια γνωστική έκπτωση που μπορεί να οδηγήσει σε νόσο Αλτσχάιμερ», εξηγεί ο Andrei Irimia επίκουρος καθηγητής Γεροντολογίας, Βιοϊατρικήε Μηχανικής, Ποσοτικής και Υπολογιστής Βιολογίας και Νευροεπιστήμης στη Σχολή Γεροντολογίας Leonard Davis του USC.
Και προσθέτει πως «οι άνθρωποι γερνούν με διαφορετικούς ρυθμούς, όπως και οι διάφοροι ιστοί στο σώμα μας. Το γνωρίζουμε στην καθομιλουμένη όταν λέμε, ‘Ο τάδε είναι 40, αλλά φαίνεται 30’. Το ίδιο ισχύει για τον εγκέφαλο. Ο εγκέφαλος ενός 40αρη μοιάζει το ίδιο ”νεανικός” με τον εγκέφαλο ενός 30αρη ή μπορεί να φαίνεται τόσο ”γέρος” όσο αυτός ενός 60χρονου».
Υπολογίζοντας με ακρίβεια την ηλικία του εγκεφάλου
Ο Δρ Irimia και οι συνεργάτες του συγκέντρωσαν τις μαγνητικές τομογραφίες εγκεφάλου 4.681 γνωστικά φυσιολογικών ατόμων, μερικοί από τους οποίους αργότερα εμφάνισαν γνωστική έκπτωση ή νόσο Αλτσχάιμερ.
Με τη βοήθεια αυτών των δεδομένων ανέπτυξαν ένα μοντέλο τεχνητής νοημοσύνης – νευρωνικό δίκτυο – για να προβλέψουν τις ηλικίες των συμμετεχόντων από τις μαγνητικές τομογραφίες του εγκεφάλου τους. Αρχικά, οι ερευνητές εκπαίδευσαν το δίκτυο να παράγει λεπτομερείς ανατομικούς εγκεφαλικούς χάρτες που αποκαλύπτουν συγκεκριμένα μοτίβα γήρανσης. Στη συνέχεια συνέκριναν τις αντιληπτές (βιολογικές) ηλικίες του εγκεφάλου με τις πραγματικές (χρονολογικές) ηλικίες των συμμετεχόντων στη μελέτη. Όσο μεγαλύτερη ήταν η διαφορά μεταξύ των δύο, τόσο χειρότερα ήταν τα γνωστικά σκορ των συμμετεχόντων, που αντικατόπτριζαν τον κίνδυνο εκδήλωσης νόσου Αλτσχάιμερ.
Οι επιστήμονες βάσει των προκαταρκτικών αποτελεσμάτων της μελέτης τους υποστηρίζουν ότι το νευρωνικό δίκτυο που ανέπτυξαν μπορεί να προβλέψει τις πραγματικές (χρονολογικές) ηλικίες των γνωστικά φυσιολογικών συμμετεχόντων με μέσο απόλυτο σφάλμα 2,3 ετών, το οποίο είναι περίπου ένα έτος πιο ακριβές από ένα υπάρχον, βραβευμένο μοντέλο για την εκτίμηση της ηλικίας του εγκεφάλου που χρησιμοποιεί διαφορετική αρχιτεκτονική νευρωνικών δικτύων.
«Όσο νωρίτερα μπορούμε να εντοπίσουμε άτομα υψηλού κινδύνου για τη νόσο Αλτσχάιμερ, τόσο νωρίτερα οι κλινικοί γιατροί μπορούν να παρέμβουν με κατάλληλες θεραπείες, παρακολούθηση και διαχείριση της νόσου. Αυτό που κάνει την τεχνητή νοημοσύνη ιδιαίτερα ισχυρή είναι η ικανότητά της να αντιλαμβάνεται τα λεπτά και πολύπλοκα χαρακτηριστικά της γήρανσης που άλλες μέθοδοι δεν μπορούν και που είναι καθοριστικά για τον εντοπισμό του κινδύνου ενός ατόμου πολλά χρόνια πριν εμφανίσει την πάθηση», σχολιάζει ο Δρ Irimia.
Διαφορετική η γήρανση του εγκεφάλου των φύλων
Το νέο μοντέλο αποκαλύπτει επίσης διαφορές ανάλογα με το φύλο στον τρόπο με τον οποίο η γήρανση ποικίλλει στις διάφορες περιοχές του εγκεφάλου. Ορισμένα μέρη του εγκεφάλου γερνούν γρηγορότερα στους άνδρες παρά στις γυναίκες και το αντίστροφο.
Οι άντρες, που διατρέχουν υψηλότερο κίνδυνο κινητικής δυσλειτουργίας λόγω της νόσου Πάρκινσον, βιώνουν ταχύτερη γήρανση στον κινητικό φλοιό του εγκεφάλου, μια περιοχή υπεύθυνη για την κινητική λειτουργία. Τα ευρήματα δείχνουν επίσης ότι, μεταξύ των γυναικών, η τυπική γήρανση μπορεί να είναι σχετικά πιο αργή στο δεξί ημισφαίριο του εγκεφάλου.
Πηγή: Ygeiamou.gr - Φωτογραφία από cottonbro studio: https://www.pexels.com/el-gr/photo/5723883/
