Ученые из Университета Южной Калифорнии (USC) разработали искусственный интеллект (ИИ), который по снимкам магнитно-резонансной томографии (МРТ) определяет, с какой скоростью стареет мозг человека. Этот метод может стать важным инструментом для изучения, профилактики и лечения когнитивных нарушений, включая деменцию.
Традиционные способы оценки биологического возраста организма часто основаны на анализе крови. Однако такой подход плохо отражает процессы старения мозга, так как кровь и клетки мозга разделяет гематоэнцефалический барьер. Прямое изучение тканей мозга возможно только с помощью инвазивных процедур, что не подходит для диагностики у живых пациентов.
Ранее ученые уже использовали ИИ для анализа снимков МРТ, но такие модели могли лишь оценить разницу между календарным и биологическим возрастом мозга. Новый метод основан на трехмерной сверточной нейросети (3D-CNN), которая анализирует изменения мозга во времени. Модель сравнивает два снимка одного и того же человека, сделанных с разницей в несколько лет, что позволяет точнее оценить скорость старения.
Разработка была протестирована на более чем 3000 снимках МРТ здоровых взрослых людей, а также пациентов с болезнью Альцгеймера. Оказалось, что скорость старения мозга, рассчитанная нейросетью, хорошо коррелирует с когнитивными тестами, которые проходили участники исследования.
Ученые отмечают, что модель также выявила различия в темпах старения разных участков мозга и между полами, что может помочь понять, почему у мужчин и женщин разные риски развития нейродегенеративных заболеваний.
© USC/Chenzhong Yin