Νέο μοντέλο τεχνητής νοημοσύνης υπολογίζει τον ρυθμό γήρανσης του εγκεφάλο

Ερευνητές από το Πανεπιστήμιο της Νότιας Καλιφόρνιας ανέπτυξαν ένα πρωτοποριακό μοντέλο τεχνητής νοημοσύνης (ΑΙ), ικανό να παρακολουθεί τον ρυθμό γήρανσης του εγκεφάλου με ακρίβεια 93%.

Χρησιμοποιώντας σύμφωνα με την ΕΡΤ βαθιά μάθηση και μαγνητικές τομογραφίες (MRI), η νέα αυτή μέθοδος μπορεί να συμβάλει στην καλύτερη κατανόηση, πρόληψη και θεραπεία της γνωστικής παρακμής και της άνοιας.

Πώς λειτουργεί το μοντέλο

Η ομάδα των ερευνητών ανέπτυξε ένα τρισδιάστατο συνελικτικό νευρωνικό δίκτυο (3D-CNN) για την εκτίμηση του ρυθμού γήρανσης του εγκεφάλου. Η προσέγγιση αυτή επιτρέπει την πιο ακριβή αξιολόγηση της πορείας της γνωστικής υγείας ενός ατόμου, παρέχοντας πολύτιμες πληροφορίες για τον εντοπισμό ατόμων που διατρέχουν κίνδυνο εμφάνισης νευροεκφυλιστικών ασθενειών, όπως η άνοια.

Ο Αντρέι Ιρίμια, αναπληρωτής καθηγητής στη Σχολή Γεροντολογίας του Πανεπιστημίου της Νότιας Καλιφόρνιας, χαρακτήρισε τη νέα μέθοδο ως μια καινοτομία που μπορεί να αλλάξει ριζικά τον τρόπο με τον οποίο παρακολουθείται η υγεία του εγκεφάλου τόσο σε ερευνητικό όσο και σε κλινικό επίπεδο.

Χρονολογική vs Βιολογική ηλικία

Η χρονολογική ηλικία δεν αποτυπώνει πάντα την πραγματική κατάσταση του εγκεφάλου. Ενώ οι άνθρωποι γεννιούνται την ίδια ημερομηνία, η βιολογική τους ηλικία μπορεί να διαφέρει σημαντικά. Μέχρι σήμερα, η εκτίμηση της ηλικίας του εγκεφάλου βασιζόταν σε μια στατική εικόνα από MRI. Ωστόσο, το νέο μοντέλο προχωρά ένα βήμα παραπέρα, καταγράφοντας τον ρυθμό γήρανσης του εγκεφάλου σε βάθος χρόνου.

Διαφορές στη γήρανση του εγκεφάλου

Η ερευνητική ομάδα ανέλυσε δεδομένα από περισσότερα από 3.000 άτομα, υγιείς ενήλικες και ασθενείς με Αλτσχάιμερ, διαπιστώνοντας σημαντικές διαφοροποιήσεις στο πώς γερνά ο εγκέφαλος ανάλογα με την ηλικία και το φύλο: – Στις γυναίκες, παρατηρήθηκαν έντονες αλλαγές στη δεξιά προκεντρική και μετακεντρική έλικα, καθώς και στους βρεγματικούς λοβούς. – Στους άνδρες, οι αλλαγές επικεντρώθηκαν στην αριστερή εγκάρσια μετωποπολική έλικα και σε συγκεκριμένες περιοχές του φλοιού. – Άτομα στη δεκαετία των 50 εμφάνιζαν διαφορετικά πρότυπα γήρανσης σε σύγκριση με άτομα στη δεκαετία των 70.

Συσχέτιση με τη νόσο Αλτσχάιμερ

Το μοντέλο αποδείχθηκε ιδιαίτερα χρήσιμο για την ανίχνευση ατόμων με υψηλό κίνδυνο εμφάνισης γνωστικής εξασθένησης. Μεταξύ των συμμετεχόντων, 31 άτομα διαγνώστηκαν με γνωστική έκπτωση μετά από παρακολούθηση με MRI, ενώ 211 παρέμειναν γνωστικά υγιείς. Ο ρυθμός γήρανσης του εγκεφάλου συσχετίστηκε με την ταχύτητα εξέλιξης της νόσου.

«Θα θέλαμε να μπορούμε να εκτιμήσουμε τον κίνδυνο ενός ατόμου για Αλτσχάιμερ με ακρίβεια, π.χ. να πούμε ότι έχει 30% πιθανότητα να αναπτύξει τη νόσο. Δεν έχουμε φτάσει ακόμα εκεί, αλλά βρισκόμαστε στον σωστό δρόμο», δήλωσε ο Ιρίμια.

Μελλοντικές Προοπτικές

Η μελέτη, που δημοσιεύθηκε στο επιστημονικό περιοδικό Proceedings of the National Academy of Sciences, ανοίγει νέους δρόμους για την εξατομικευμένη πρόληψη και θεραπεία των νευροεκφυλιστικών ασθενειών. Οι ερευνητές επισημαίνουν ότι απαιτούνται μεγαλύτερα και πιο ποικιλόμορφα δείγματα για τη βελτίωση της ακρίβειας του μοντέλου και την εφαρμογή του σε διαφορετικούς πληθυσμούς.