Pet možnosti, kako lahko možgani starost: 50.000 pregledov kažejo potencialni vzorec škode.

Analiza skoraj 50.000 možganskih pregledov je odkrila pet različnih vzorcev možganske atrofije v povezavi s staranjem in nevrodegenerativnimi boleznimi. Analiza je povezala tudi vzorce z dejavniki življenjskega sloga, kot so kajenje in uživanje alkohola, pa tudi z genetskimi in krvnimi markerji, povezanimi z zdravjem in tveganjem bolezni.

Delo je "metodološka mojstrovina", ki bi lahko bistveno napredovala staranje staranja raziskovalcev, pravi Andrei Irimia, gerontolog z univerze v Južni Kaliforniji v Los Angelesu, ki ni bil vključen v delo. "Pred to študijo smo vedeli, da se možganska anatomija spreminja s staranjem in boleznijo. Toda naša sposobnost zajemanja te zapletene interakcije je bila veliko bolj skromna."

Študija je bila objavljena 15. avgusta v Nature Medicine

pregibi v možganih

Staranje ne more povzročiti samo sivih las, ampak tudi spremembe v možganski anatomiji, ki so vidne na slikah magnetne resonance, pri čemer se nekatera področja sčasoma skrčijo ali gredo skozi strukturne spremembe. Vendar so te preobrazbe subtilne. "Človeško oko ne more zaznati vzorcev sistematičnih sprememb možganov," pravi Christos Davatzikos, specialist za biomedicinsko slikanje na Univerzi v Pensilvaniji v Filadelfiji in avtor papirja.

Prejšnje študije so pokazale, da lahko strojno učenje iz podatkov MRI izvleče subtilne prstne odtise staranja. Vendar so bile te študije pogosto omejene in so večinoma vključevale podatke relativno majhnega števila ljudi.

Da bi prepoznali bolj oddaljene vzorce, je ekipa Davatzikos začela študijo, ki je trajala približno osem let, da je bila dokončana in objavljena. Uporabili so metodo poglobljenega učenja, imenovano Surreal Gan, ki jo je razvil prvi avtor Zhijian Yang, medtem ko je bil študent v Laboratoriju Davatzikos. Znanstveniki so algoritem usposobili z možganskimi MRT 1.150 zdravih ljudi med 20 in 49 in 8.992 starejših odraslih, vključno s številnimi s kognitivnimi omejitvami. To je prispevalo k algoritmu za prepoznavanje ponavljajočih se lastnosti starajočih se možganov, tako da bi lahko ustvarilo notranji model anatomskih struktur, ki se hkrati spreminjajo, v nasprotju s tistimi, ki se spreminjajo neodvisno.

Raziskovalci so nato nastali model uporabili za MRI preglede skoraj 50.000 ljudi, ki so sodelovali v različnih študijah o staranju in nevrološkem zdravju. Ta analiza je zagotovila pet diskretnih vzorcev možganske atrofije. Znanstveniki so povezali različne vrste starosti, povezane s starostjo, s kombinacijami petih vzorcev, čeprav je bilo med ljudmi z isto boleznijo nekaj razlik.

vzorec staranja

spojine na tri od petih vzorcev. Zanimivo je, da so raziskovalci ugotovili tudi, da bi lahko vzorce, ki jih identificirajo, mogoče uporabiti za odkrivanje verjetnosti nadaljnje degeneracije možganov v prihodnosti. "Če želite napovedati prehod iz kognitivno normalnega stanja v rahlo kognitivno okvaro, je bil eden najbolj gledal naprej," pravi Davatzikos. "V kasnejših fazah dodajanje drugega [vzorca] obogati njegovo napoved, kar je smiselno, ker to zajame širjenje patologije." Drugi vzorci so bili povezani z boleznimi, kot sta Parkinsonova in Alzheimerjeva, in kombinacijo treh vzorcev, ki so bili močno za smrtnost.

Avtorji so našli jasne povezave med nekaterimi vzorci atrofije možganov in različnimi fiziološkimi in okoljskimi dejavniki, vključno z uživanjem alkohola in kajenjem, pa tudi z različnimi genetskimi in biokemijskimi podpisi, povezanimi z zdravjem. Davatzikos pravi, da ti rezultati verjetno odražajo učinke splošnega fizičnega počutja na nevrološko zdravje, saj imajo lahko poškodba drugih organskih sistemov posledice za možgane.

Davatzikos pa opozarja, da študija "ne pomeni, da je vse mogoče zmanjšati na pet številk", njegova ekipa pa namerava sodelovati s podatkovnimi zapisi, ki vključujejo širši razpon nevroloških bolezni in imajo večjo etnično in kulturno raznolikost.