Cinci posibilități ale modului în care creierul poate îmbătrâni: 50.000 de scanări arată un model potențial de daune.

Analiza a aproape 50.000 de scanări cerebrale a descoperit cinci probe diferite de atrofie cerebrală în legătură cu îmbătrânirea și bolile neurodegenerative. Analiza a asociat, de asemenea, tiparele cu factori de stil de viață, cum ar fi fumatul și consumul de alcool, precum și markerii genetici și pe bază de sânge asociați cu riscul de sănătate și boală.

Lucrarea este o „capodoperă metodologică” care ar putea avansa semnificativ îmbătrânirea îmbătrânirii cercetătorilor, spune Andrei Irimia, un gerontolog la Universitatea din sudul Californiei din Los Angeles, care nu a fost implicat în lucrare. "Înainte de acest studiu, știam că anatomia creierului se schimbă odată cu îmbătrânirea și boala. Dar capacitatea noastră de a surprinde această interacțiune complexă a fost mult mai modestă."

Studiul a fost publicat pe 15 august în Nature Medicine

se pliază în creier

Îmbătrânirea nu poate provoca doar părul cenușiu, dar și modificări ale anatomiei creierului care sunt vizibile pe imaginile cu rezonanță magnetică, unele zone se micșorează în timp sau trec prin schimbări structurale. Cu toate acestea, aceste transformări sunt subtile. "Ochiul uman nu este în măsură să perceapă tiparele schimbărilor sistematice ale creierului", spune Christos Davatzikos, un specialist în imagini biomedicale la Universitatea din Pennsylvania din Philadelphia și autor al Paper.

Studiile anterioare au arătat că învățarea automată poate extrage amprentele subtile ale îmbătrânirii din datele RMN. Cu toate acestea, aceste studii au fost adesea limitate și au inclus în mare parte date de la un număr relativ mic de oameni.

Pentru a identifica mai multe modele de recoltare, echipa Davatzikos a început un studiu care a durat aproximativ opt ani pentru a fi finalizat și publicat. Au folosit o metodă de învățare profundă numită Surreal Gan, care a fost dezvoltată de primul autor Zhijian Yang, în timp ce era student în laboratorul lui Davatzikos. Oamenii de știință au antrenat algoritmul cu MRT -uri cerebrale de 1.150 de persoane sănătoase cu vârste cuprinse între 20 și 49 de ani și 8.992 adulți mai în vârstă, inclusiv mulți cu restricții cognitive. Acest lucru a contribuit la algoritmul de a recunoaște caracteristicile recurente ale creierului îmbătrânit, astfel încât să poată crea un model intern de structuri anatomice care se schimbă în același timp, în contrast cu cei care tind să se schimbe independent.

Cercetătorii au aplicat apoi modelul rezultat la scanări RMN de aproape 50.000 de persoane care au luat parte la diverse studii privind îmbătrânirea și sănătatea neurologică. Această analiză a furnizat cinci modele discrete de atrofie cerebrală. Oamenii de știință au legat diferite tipuri de tipuri legate de vârstă cu combinații ale celor cinci modele, deși au existat unele diferențe între oameni cu aceeași boală.

Model de îmbătrânire

compuși la trei dintre cele cinci modele. Interesant este că cercetătorii au descoperit, de asemenea, indicii că tiparele pe care le identifică ar putea fi utilizate pentru a descoperi probabilitatea unei degenerari ale creierului în viitor. „Dacă doriți să prezicem trecerea de la o afecțiune cognitiv normală la ușoară deficiență cognitivă, una a fost cea mai cu aspect înainte”, spune Davatzikos. "În etapele ulterioare, adăugarea unui al doilea [model] își îmbogățește predicția, ceea ce are sens, deoarece acest lucru surprinde răspândirea patologiei." Alte modele au fost asociate cu boli precum Parkinson și Alzheimer și o combinație de trei modele care au fost puternic pentru mortalitate.

Autorii au găsit conexiuni clare între anumite tipare de atrofie creierului și diverși factori fiziologici și de mediu, inclusiv consumul de alcool și fumatul, precum și diverse semnături genetice și biochimice asociate cu sănătatea. Davatzikos spune că aceste rezultate reflectă probabil efectele bunului fizic general asupra sănătății neurologice, deoarece deteriorarea altor sisteme de organe pot avea consecințe asupra creierului.

Davatzikos, însă, avertizează că studiul „nu înseamnă că totul poate fi redus la cinci numere”, iar echipa sa intenționează să lucreze cu înregistrări de date care includ o gamă mai largă de boli neurologice și au o diversitate etnică și culturală mai mare.