Нов ИИ модел разкрива как и защо остарява човешкият мозък

С напредването на възрастта мозъкът ни претърпява структурни и клетъчни промени, повлияни от вътрешни и външни фактори. Ускореното стареене на мозъка може да доведе до повишен риск от невродегенеративни заболявания, биполярно разстройство и смърт. В стремежа си да разберат в дълбочина как функционира остаряващият мозък, изследователски екип твърди, че е създал мощен инструмент с изкуствен интелект, който може да идентифицира региони в мозъка, уязвими към свързаните с възрастта промени.

Екипът е използвал изкуствен интелект, за да разработи алгоритъм, наречен „HistoAge“, който предсказва възрастта на смърт въз основа на клетъчния състав на образци от човешка мозъчна тъкан със средна точност от 5,45 години (± 0,22 години). Екипът е използвал дигитализирани човешки хипокампални участъци (част от мозъка) на 689 починали хора, за да разработи модел за оценка на мозъчната възраст.

Това, което кара мозъка да старее по-бързо

Известно е, че хипокампусът участва както в процесите на стареене на мозъка, така и в невродегенеративните заболявания, зависещи от възрастта и следователно е идеална част от мозъка за този анализ.

Екипът обучава ИИ модела върху дигитализиран участък от мозъка, за да оцени възрастта. Те използват разликата между прогнозираната от модела възраст и действителната възраст, за да изведат размера на ускоряването на възрастта в мозъка.

„Нашите данни показват, че HistoAge може да предложи цялостна количествена метрика на патологичното стареене на мозъка, която има потенциала да подобри разбирането ни за основните механизми на стареене на мозъка и развитието на свързаните с възрастта нарушения.“

пишат изследователите

Екипът демонстрира, че техният модел може ефективно да използва характеристиките на стареенето, за да прави оценки за рисковите фактори за патологично стареене и защитните фактори, които допринасят за успешното стареене. Моделът също така разкрива нови анатомични области в мозъка, които са уязвими към свързаните с възрастта промени.

ИИ в диагностицирането

Предишни подходи, като например сканиране с ядрено-магнитен резонанс (ЯМР) за изследване на стареенето на мозъка и невродегенеративните заболявания са ограничени в способността си да определят цялостно количеството на патологичното стареене на мозъка на хистологично ниво, обясняват изследователите в проучването. Авторите отбелязват, че макар ЯМР да може да улови само макроскопични промени, настъпващи на ниво клетъчни популации, тяхната техника предоставя възможност за оценка на клетъчни характеристики, които не се улавят от конвенционалните невроизображения.

„HistoAge е само един пример за начина, по който изкуственият интелект проправя пътя за по-нататъшни открития относно механизмите на стареене и невродегенерация. Учените все по-често използват ИИ в изследователски и диагностични условия. Това е инструмент, който прави революция в медицината и ние сме развълнувани да бъдем лидери в това, за да подобрим диагностиката и лечението за всички пациенти.“

казва д-р Кърт Фарел, съавтор на изследването