За онези, които изпробват набиращите популярност разновидности на приложения, базирани върху изкуствен интелект, е изненадващо да осъзнаят колко точни са получените резултати. Но тази преценка се прави благодарение именно на нашия собствен мозък, който разполага с толкова много знания и информация. Интересно е, че човешкият мозък съдържа много улики, които показват, че възрастта му е доста точен предсказател за рискове за здравето и бъдещи заболявания. Изследователи от USC са разработили нов модел изкуствен интелект, който анализира мозъчен MRI и може да се използва за много по-рано и точно улавяне на когнитивния спад, свързан с невродегенеративни заболявания като болестта на Алцхаймер.

 
Остаряването на мозъка се счита за надежден биомаркер за риск от подобен тип заболявания. Рискът се увеличава, когато мозъкът на човек показва функции, които изглеждат „по-стари“ от средните стойности, измерени при пациенти на сходна възраст. 
Използвайки способността за задълбочено обучение на новия AI модел, изследователите могат да анализират сканиранията и да идентифицират фини мозъчни анатомични маркери, които иначе са много трудни за откриване и които корелират с когнитивен спад. Трудът, публикуван в списание Proceedings of the National Academy of Sciences, предлага безпрецедентен поглед върху човешкото познание. 
Андрей Иримия, асистент-професор по геронтология, биомедицинско инженерство и неврология в USC Леонард Дейвис Школа по геронтология и автор на изследването разяснява: „Хората остаряват с различна скорост, както и различните типове тъкани в тялото“, каза Иримия. „Ние знаем това, когато заявяваме: „Еди-кой си е на 40, но изглежда на 30“. Същата идея се отнася и за мозъка. Мозъкът на 40-годишен човек може да изглежда толкова „млад“, колкото мозъкът на 30-годишен, или толкова „стар“, колкото този на 60-годишен.“
За да получат тези резултати, изследователите са съпоставили MRI на мозъка на 4681 когнитивно нормални участници, някои от които са развили когнитивен спад или болестта на Алцхаймер по-късно в живота. Използвайки тези данни, те са създали AI модел, наречен невронна мрежа, за да предскаже възрастта на участниците от техния MRI на мозъка. Първо е било необходимо да бъде обучена мрежата да създава подробни анатомични мозъчни карти, които разкриват специфични за субекта модели на стареене. 
След това те са сравнили възприеманата (биологична) възраст на мозъка с действителната (хронологична) възраст на участниците в проучването. Колкото по-голяма е била разликата между двете, толкова по-лоши са се оказали когнитивните резултати на участниците, които отразяват риска от Алцхаймер. 
Резултатите показват, че моделът на екипа може да предвиди истинската (хронологична) възраст на когнитивно нормални участници със средна абсолютна грешка от 2.3 години, което е с около една година по-точно от съществуващ награден модел за оценка на възрастта на мозъка, който използва различна архитектура на невронни мрежи. 
„Интерпретируемият изкуствен интелект може да се превърне в мощен инструмент за оценка на риска от болестта на Алцхаймер и други неврокогнитивни заболявания“, каза Иримия, който също заема преподавателски позиции в USC Viterbi School of Engineering и USC Dornsife College of Letters, Arts and Sciences. 
„Колкото по-рано можем да идентифицираме хората с висок риск от болестта на Алцхаймер, толкова по-рано клиницистите могат да се намесят с възможности за лечение, наблюдение и управление на заболяването.“ 
Новият модел също така разкрива някои специфични за пола разлики в начина, по който стареенето варира в отделните области на мозъка: някои части от мозъка стареят по-бързо при мъжете, отколкото при жените и обратното. 
Мъжете, които са изложени на по-висок риск от двигателни увреждания поради болестта на Паркинсон, изпитват по-бързо стареене в моторния кортекс на мозъка, област, отговорна за двигателната функция. Констатациите показват също, че сред жените типичното стареене може да е относително по-бавно в дясното полукълбо на мозъка. 
„Едно от най-важните приложения на нашата работа е нейният потенциал да проправи пътя за персонализирани интервенции, които са насочени към уникалните модели на стареене на всеки индивид“, каза Иримия. 
„Нашите методи могат да бъдат използвани за разработване на ориентирани към пациента планове за лечение и персонализирани карти на стареенето на мозъка, които могат да заинтересуват хора с различни здравни нужди и цели“, добавя той в заключение.  

Снимки: Unsplash

Виж още: Мозъците на някои хора са по-набръчкани от други и сега знаем защо