Lo studio è stato pubblicato il 15 agosto in Nature Medicine

pieghe nel cervello

L'invecchiamento non solo può causare capelli grigi, ma anche cambiamenti nell'anatomia cerebrale che sono visibili su immagini di imaging a risonanza magnetica, con alcune aree si restringono nel tempo o attraversano cambiamenti strutturali. Tuttavia, queste trasformazioni sono sottili. "L'occhio umano non è in grado di percepire i modelli di cambiamenti cerebrali sistematici", afferma Christos Davatzikos, specialista nell'imaging biomedico presso l'Università della Pennsylvania a Filadelfia e autore di Paper.

Gli studi precedenti hanno dimostrato che l'apprendimento automatico può estrarre le impronte digitali sottili dell'invecchiamento dai dati di risonanza magnetica. Tuttavia, questi studi erano spesso limitati e principalmente inclusi dati di un numero relativamente piccolo di persone.

Al fine di identificare modelli più lontani, il team di Davatzikos ha iniziato uno studio che ha richiesto circa otto anni per essere completato e pubblicato. Hanno usato un metodo di apprendimento profondo chiamato Surreal Gan, che è stato sviluppato dal primo autore Zhijian Yang mentre era uno studente nel laboratorio di Davatzikos. Gli scienziati hanno addestrato l'algoritmo con MRT cerebrali di 1.150 persone sane di età compresa tra 20 e 49 e 8.992 adulti più anziani, tra cui molti con restrizioni cognitive. Ciò ha contribuito all'algoritmo per riconoscere le caratteristiche ricorrenti del cervello che invecchia, in modo che potesse creare un modello interno di strutture anatomiche che cambiano allo stesso tempo, in contrasto con coloro che tendono a cambiare indipendentemente.

I ricercatori hanno quindi applicato il modello risultante a scansioni di risonanza magnetica di quasi 50.000 persone che hanno preso parte a vari studi sull'invecchiamento e sulla salute neurologica. Questa analisi ha fornito cinque modelli discreti di atrofia cerebrale. Gli scienziati hanno collegato diversi tipi di braingeat correlati all'età con combinazioni dei cinque modelli, sebbene ci fossero alcune differenze tra le persone con la stessa malattia.

modello di invecchiamento

Ad esempio, la demenza e il suo precursore, leggero compromissione cognitiva, avevano composti

​​a tre dei cinque motivi. È interessante notare che i ricercatori hanno anche scoperto che i modelli che identificano potrebbero essere usati per scoprire la probabilità di un'ulteriore degenerazione cerebrale in futuro. "Se si desidera prevedere il passaggio da una condizione cognitivamente normale al leggero compromissione cognitiva, uno era più avanti", afferma Davatzikos. "Nelle fasi successive, l'aggiunta di un secondo [pattern] arricchisce la sua previsione, il che ha senso perché questo cattura la diffusione della patologia." Altri modelli erano associati a malattie come Parkinson e Alzheimer e una combinazione di tre modelli che erano fortemente per la mortalità.

Gli autori hanno trovato chiare connessioni tra alcuni modelli di atrofia cerebrale e vari fattori fisiologici e ambientali, tra cui il consumo di alcol e il fumo, nonché varie firme genetiche e biochimiche associate alla salute. Davatzikos afferma che questi risultati probabilmente riflettono gli effetti del benessere fisico generale sulla salute neurologica, poiché il danno ad altri sistemi di organi può avere conseguenze per il cervello.

Davatzikos, tuttavia, avverte che lo studio "non significa che tutto possa essere ridotto a cinque numeri" e il suo team intende lavorare con i record di dati che includono una più ampia gamma di malattie neurologiche e hanno una maggiore diversità etnica e culturale.