Cinq possibilités de la façon dont le cerveau peut vieillir: 50 000 scans présentent un schéma de dommages potentiels.

plis dans le cerveau

Le vieillissement peut non seulement provoquer des cheveux gris, mais aussi des changements dans l'anatomie du cerveau qui sont visibles sur les images d'imagerie par résonance magnétique, certaines zones se rétrécissent au fil du temps ou passent par des changements structurels. Cependant, ces transformations sont subtiles. "L'œil humain est incapable de percevoir des modèles de changements de cerveau systématiques", explique Christos Davatzikos, spécialiste de l'imagerie biomédicale à l'Université de Pennsylvanie à Philadelphie et auteur de Paper.

Les études précédentes ont montré que l'apprentissage automatique peut extraire les empreintes digitales subtiles du vieillissement à partir des données IRM. Cependant, ces études étaient souvent limitées et comprenaient principalement des données d'un nombre relativement faible de personnes.

Afin d'identifier des modèles de réaccession plus lointains, l'équipe de Davatzikos a commencé une étude qui a mis environ huit ans à être achevée et publiée. Ils ont utilisé une méthode d'apprentissage en profondeur appelé Surreal Gan, qui a été développé par le premier auteur Zhijian Yang alors qu'il était étudiant au Davatzikos 'Laboratory. Les scientifiques ont formé l'algorithme avec des MRT cérébraux de 1 150 personnes en bonne santé âgées de 20 et 49 ans et 8 992 personnes âgées, dont beaucoup avec des restrictions cognitives. Cela a contribué à l'algorithme pour reconnaître les caractéristiques récurrentes du cerveau vieillissant, afin qu'il puisse créer un modèle interne de structures anatomiques qui changent en même temps, contrairement à ceux qui ont tendance à changer indépendamment.

Les chercheurs ont ensuite appliqué le modèle résultant à des scans IRM de près de 50 000 personnes qui ont participé à diverses études sur le vieillissement et la santé neurologique. Cette analyse a fourni cinq schémas discrets d'atrophie cérébrale. Les scientifiques ont lié différents types de brainage liés à l'âge avec des combinaisons des cinq modèles, bien qu'il y ait eu des différences entre les personnes atteintes de la même maladie.

Modèle de vieillissement

à trois des cinq modèles. Fait intéressant, les chercheurs ont également constaté des indications que les modèles qu'ils identifient pourraient être utilisés afin de découvrir la probabilité d'une nouvelle dégénérescence cérébrale à l'avenir. "Si vous voulez prédire la transition d'une condition cognitive normale à la légère déficience cognitive, l'une était la plus avant-gardiste", explique Davatzikos. "Dans les stades ultérieurs, l'ajout d'une seconde [modèle] enrichit sa prédiction, ce qui a du sens car cela capture la propagation de la pathologie." D'autres modèles étaient associés à des maladies telles que la Parkinson et la Alzheimer et une combinaison de trois modèles fortement pour la mortalité.

Les auteurs ont trouvé des liens clairs entre certains schémas d'atrophie cérébrale et divers facteurs physiologiques et environnementaux, notamment la consommation d'alcool et le tabagisme, ainsi que diverses signatures génétiques et biochimiques associées à la santé. Davatzikos dit que ces résultats reflètent probablement les effets du puits physique général sur la santé neurologique, car les dommages à d'autres systèmes d'organes peuvent avoir des conséquences pour le cerveau.

Davatzikos, cependant, prévient que l'étude "ne signifie pas que tout peut être réduit à cinq nombres" et que son équipe a l'intention de travailler avec des enregistrements de données qui incluent un éventail plus large de maladies neurologiques et ont une plus grande diversité ethnique et culturelle.