El cerebro humano contiene muchas pistas sobre la salud a largo plazo de una persona; de hecho, las investigaciones muestran que la edad del cerebro de una persona es un predictor más útil y preciso de los riesgos para la salud y futuras enfermedades que su fecha de nacimiento.
Un nuevo modelo de inteligencia artificial (IA) que analiza imágenes de resonancia magnética (IRM) cerebrales desarrollado por investigadores de la USC podría usarse para capturar con precisión el deterioro cognitivo relacionado con enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer mucho antes que los métodos anteriores.
El envejecimiento cerebral se considera un biomarcador confiable para el riesgo de enfermedades neurodegenerativas. Dicho riesgo aumenta cuando el cerebro de una persona exhibe características que parecen más viejas de lo esperado para alguien de la edad de esa persona. Al aprovechar la capacidad de aprendizaje profundo del novedoso modelo de IA del equipo para analizar los escaneos, los investigadores pueden detectar marcadores anatómicos cerebrales sutiles que de otro modo serían muy difíciles de detectar y que se correlacionan con el deterioro cognitivo .
El equipo cotejo las resonancias magnéticas cerebrales de 4681 participantes cognitivamente normales, algunos de los cuales desarrollaron deterioro cognitivo o enfermedad de Alzheimer más adelante en la vida. Usando estos datos, crearon un modelo de IA llamado red neuronal para predecir las edades de los participantes a partir de sus resonancias magnéticas cerebrales. Primero, los investigadores entrenaron a la red para producir mapas cerebrales anatómicos detallados que revelan patrones de envejecimiento específicos del sujeto. Luego compararon las edades cerebrales percibidas (biológicas) con las edades reales (cronológicas) de los participantes del estudio. Cuanto mayor sea la diferencia entre los dos, peores serán las puntuaciones cognitivas de los participantes, que reflejan el riesgo de Alzheimer
Los resultados muestran que el modelo del equipo puede predecir las edades reales (cronológicas) de los participantes cognitivamente normales con un error absoluto promedio de 2,3 años, que es aproximadamente un año más preciso que un modelo existente para la estimación de la edad cerebral que utilizó un diferente arquitectura de red neuronal.
El nuevo modelo también revela diferencias específicas de sexo en la forma en que el envejecimiento varía según las regiones del cerebro. Ciertas partes del cerebro envejecen más rápido en los hombres que en las mujeres, y viceversa. Los hombres, que corren un mayor riesgo de deterioro motor debido a la enfermedad de Parkinson, experimentan un envejecimiento más rápido en la corteza motora del cerebro, un área responsable de la función motora. Los hallazgos también muestran que, entre las mujeres, el envejecimiento típico puede ser relativamente más lento en el hemisferio derecho del cerebro.
El estudio fue publicado en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences.
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