AI откри първия визуален биомаркер за хроничния стрес

Учените са разработили AI модел, който може да открива признаците на хроничния стрес при стандартните компютърни томографии и да оценява свързания с тях сърдечносъдов риск. Като анализира обема на надбъбречните жлези в предварително направени изображения, изкуственият интелект улавя натрупаното въздействие на стреса върху организма. Той е по-информативна алтернатива на въпросниците и еднократните лабораторни измервания.

Хроничният стрес допринася за тревожността, безсънието, мускулните болки, високото кръвно налягане и увеличава риска от сърдечносъдови заболявания, депресия и затлъстяване. Днес оценката на хроничния стрес се извършва главно чрез въпросници, биохимични маркери като нивата на кортизол или други лабораторни измервания. Тези методи осигуряват само моментни измервания и не отразяват кумулативното въздействие на стреса върху организма.

Новият модел с дълбоко обучение позволява измерване на обема на надбъбречните жлези при съществуващи компютърни томографии. Обемът на надбъбреците служи като биологичен индикатор за хроничния стрес, показващ колко дълго тялото е било подложено на физиологичен стрес.

За разработването и валидирането на модела учените са използвали данни от 2842 участници на средна възраст и възрастни хора: компютърна томография на гръдния кош, въпросници за стреса, измервания на кортизола и измервания на алостатичното натоварване – кумулативното въздействие на стреса върху организма. AI сегментира изображенията, изчислява индекса на обема на надбъбречните жлези и го съпоставя с биохимичните и психосоциалните маркери. Нивата на слюнчения кортизол бяха измервани осем пъти дневно в продължение на два дни. Алостатичното натоварване е изчислено въз основа на индекса на телесната маса, креатинина, хемоглобина, албумина, глюкозата, броя на белите кръвни клетки, сърдечната честота и кръвното налягане.

Анализът показа, че индексът на обема на надбъбречните жлези корелира с нивата на кортизола, алостатичното натоварване и мерките за възприемане на стреса. По-високият индекс е свързан с повишен риск от сърдечна недостатъчност, по-висок индекс на масата на лявата камера и неблагоприятни сърдечносъдови последици.

AI моделът позволява количествено определяне на хроничния стрес и прогнозиране на клинично значими резултати. Той може да се превърне в нов практически инструмент за превантивна интервенция при пациентите на средна и напреднала възраст.

В бъдеще технологията би могла да се използва за широкообхватно наблюдение на излагането на стрес при различни заболявания, тъй като компютърните томографии на гръдния кош се извършват десетки милиони пъти дневно.