L'intelligenza artificiale misura la velocità con cui il cervello invecchia

L'intelligenza artificiale si aggiunge ora all'elenco dei possibili strumenti per determinare l'invecchiamento. Uno studio pubblicato su ' PNAS ' presenta un nuovo modello di intelligenza artificiale che misura la rapidità con cui invecchia il cervello di una persona e potrebbe rappresentare un nuovo strumento per comprendere, prevenire e curare il declino cognitivo e la demenza.

Lo strumento ideato da un team dell'Università della California di San Francisco è in grado di monitorare in modo non invasivo il ritmo dei cambiamenti cerebrali analizzando la risonanza magnetica (RM). Un invecchiamento cerebrale più rapido è strettamente correlato a un rischio maggiore di declino cognitivo, osserva Andrei Irimia .

"L'intelligenza artificiale potrebbe cambiare il modo in cui monitoriamo la salute del cervello, sia nei laboratori di ricerca che in clinica", afferma. Sapere quanto velocemente invecchia il cervello può rivelarsi uno strumento molto utile.

L'età biologica è diversa dall'età cronologica di un individuo. Due persone con la stessa età alla nascita possono avere età biologiche molto diverse a seconda del funzionamento dei loro corpi e di quanto "vecchi" appaiono i tessuti del corpo a livello cellulare.

Alcuni test per valutare l'età biologica utilizzano campioni di sangue per misurare l'invecchiamento epigenetico e la metilazione del DNA, che influenza il ruolo dei geni nella cellula. Tuttavia, misurare l'età biologica a partire da campioni di sangue è una strategia poco efficace per misurare l'età cerebrale, ha spiegato Irimia.

L'invecchiamento cerebrale può essere misurato con maggiore accuratezza grazie a questo nuovo modello di rete neurale 3D-CNN, che confronta le scansioni MRI dello stesso individuo nel tempo. A differenza dei metodi tradizionali, questo approccio identifica i cambiamenti neuroanatomici associati all'invecchiamento accelerato o decelerato e genera mappe che evidenziano le aree cerebrali chiave.

Applicato a un gruppo di 104 adulti cognitivamente sani e 140 pazienti affetti dal morbo di Alzheimer , le stime del nuovo modello sul tasso di invecchiamento cerebrale sono risultate strettamente correlate ai cambiamenti nei test sulle funzioni cognitive eseguiti in entrambi i punti temporali.

"L'allineamento di queste misure con i risultati dei test cognitivi indica che il quadro potrebbe fungere da biomarcatore precoce del declino neurocognitivo", ha affermato Bogdan. "Inoltre, dimostra la sua applicabilità sia negli individui cognitivamente normali che in quelli con deficit cognitivo."

Il modello ha il potenziale per caratterizzare meglio sia l'invecchiamento sano sia i percorsi delle malattie, e il suo potere predittivo potrebbe un giorno essere applicato per valutare quali trattamenti sarebbero più efficaci in base alle caratteristiche individuali.

Il nuovo modello è stato in grado di distinguere diversi tassi di invecchiamento nelle varie regioni del cervello. Analizzando più a fondo queste differenze, incluso il modo in cui variano in base alla genetica, all'ambiente e allo stile di vita, si potrebbe capire come si sviluppano diverse patologie nel cervello, ha affermato Irimia.

Lo studio ha inoltre dimostrato che il ritmo dell'invecchiamento cerebrale in alcune regioni differisce tra i sessi, il che potrebbe far luce sul motivo per cui uomini e donne affrontano rischi diversi per le malattie neurodegenerative, tra cui l'Alzheimer.