Cinco possibilidades de como o cérebro pode envelhecer: 50.000 varreduras mostram potencial padrão de dano.

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A análise de quase 50.000 exames cerebrais descobriu cinco amostras diferentes de atrofia cerebral em conexão com o envelhecimento e as doenças neurodegenerativas. A análise também associou os padrões a fatores de estilo de vida, como tabagismo e consumo de álcool, bem como marcadores genéticos e baseados no sangue associados ao risco de saúde e doença.

O trabalho é uma "obra -prima metodológica" que pode avançar significativamente no envelhecimento do envelhecimento dos pesquisadores, diz Andrei Irimia, gerontologista da Universidade do Sul da Califórnia em Los Angeles, que não estava envolvido no trabalho. "Antes deste estudo, sabíamos que a anatomia do cérebro muda com o envelhecimento e a doença. Mas nossa capacidade de capturar essa interação complexa era muito mais modesta".

O estudo foi publicado em 15 de agosto em Nature Medicine

dobra no cérebro

O envelhecimento pode não apenas causar cabelos grisalhos, mas também alterações na anatomia cerebral que são visíveis nas imagens de ressonância magnética, com algumas áreas encolher ao longo do tempo ou passam por mudanças estruturais. No entanto, essas transformações são sutis. "O olho humano é incapaz de perceber padrões de mudanças sistemáticas no cérebro", diz Christos Davatzikos, especialista em imagens biomédicas da Universidade da Pensilvânia na Filadélfia e autor de Paper.

Os estudos anteriores mostraram que o aprendizado de máquina pode extrair as impressões digitais sutis do envelhecimento dos dados da ressonância magnética. No entanto, esses estudos eram frequentemente limitados e incluíam principalmente dados de um número relativamente pequeno de pessoas.

Para identificar padrões mais distantes, a equipe de Davatzikos iniciou um estudo que levou cerca de oito anos para ser concluído e publicado. Eles usaram um método de aprendizado profundo chamado Surreal Gan, que foi desenvolvido pelo primeiro autor Zhijian Yang enquanto ele era um estudante no laboratório de Davatzikos. Os cientistas treinaram o algoritmo com MRTs cerebrais de 1.150 pessoas saudáveis ​​entre 20 e 49 e 8.992 adultos mais velhos, incluindo muitos com restrições cognitivas. Isso contribuiu para o algoritmo reconhecer características recorrentes do envelhecimento do cérebro, para que ele possa criar um modelo interno de estruturas anatômicas que mudem ao mesmo tempo, em contraste com aqueles que tendem a mudar de forma independente.

Os pesquisadores aplicaram o modelo resultante a varreduras de ressonância magnética de quase 50.000 pessoas que participaram de vários estudos sobre envelhecimento e saúde neurológica. Esta análise forneceu cinco padrões discretos de atrofia cerebral. Os cientistas vincularam diferentes tipos de remancos relacionados à idade com combinações dos cinco padrões, embora houvesse algumas diferenças entre pessoas com a mesma doença.

padrão de envelhecimento

Por exemplo, a demência e seu precursor, leve comprometimento cognitivo, tinham compostos

com três dos cinco padrões. Curiosamente, os pesquisadores também descobriram indicações de que os padrões que eles identificam poderiam ser usados ​​para descobrir a probabilidade de mais degeneração cerebral no futuro. "Se você deseja prever a transição de uma condição cognitivamente normal para o leve comprometimento cognitivo, uma estava mais à frente", diz Davatzikos. "Em estágios posteriores, a adição de um segundo [padrão] enriquece sua previsão, o que faz sentido porque isso captura a disseminação da patologia". Outros padrões foram associados a doenças como Parkinson e Alzheimer e uma combinação de três padrões que eram fortemente para a mortalidade.

Os autores encontraram conexões claras entre certos padrões de atrofia cerebral e vários fatores fisiológicos e ambientais, incluindo consumo de álcool e tabagismo, além de várias assinaturas genéticas e bioquímicas associadas à saúde. Davatzikos diz que esses resultados provavelmente refletem os efeitos do poço físico geral na saúde neurológica, uma vez que os danos a outros sistemas orgânicos podem ter consequências para o cérebro.

Davatzikos, no entanto, alerta que o estudo "não significa que tudo possa ser reduzido a cinco números" e sua equipe pretende trabalhar com registros de dados que incluem uma ampla gama de doenças neurológicas e têm uma maior diversidade étnica e cultural.