Un instrument AI prezice boala Alzheimer cu aproape 93% acuratețe folosind scanări ale creierului

Potrivit medicalnewstoday.com, cercetătorii au dezvoltat un model de învățare automată care analizează scanările MRI pentru a detecta boala Alzheimer, obținând o acuratețe de 92,87% în identificarea deteriorării cognitive ușoare sau a bolii Alzheimer. Modelul a identificat modele structurale asociate cu declinul cognitiv, iar pierderea de volum în anumite regiuni cerebrale a apărut ca un posibil biomarker precoce al bolii.

👉 Diferențe biologice legate de sex în boala Alzheimer

Studiul a relevat diferențe legate de sex în schimbările cerebrale, sugerând că factorii biologici, cum ar fi modificările hormonale, pot influența modul în care se dezvoltă boala Alzheimer. Boala Alzheimer este o afecțiune progresivă care poate cauza pierderi de memorie și declin cognitiv, iar detectarea acesteia necesită, de obicei, o evaluare medicală cuprinzătoare. Totuși, diagnosticarea timpurie poate fi benefică pentru gestionarea progresiei bolii.

👉 Instrument AI pentru detectarea timpurie a bolii Alzheimer

Un nou studiu publicat în revista Neuroscience subliniază un instrument de inteligență artificială (AI) care analizează scanările MRI și identifică modele de pierdere a volumului cerebral asociate cu boala Alzheimer. Rezultatele sugerează că modelul ar putea prezice cu acuratețe această afecțiune, indicând că tehnicile de învățare automată ar putea ajuta la detectarea bolii mai devreme decât metodele tradiționale de diagnosticare.

Pentru a dezvolta modelul predictiv, cercetătorii de la Worcester Polytechnic Institute au analizat 815 scanări MRI de la participanți cu vârste între 69 și 84 de ani. Scanările provin din Alzheimer’s Disease Neuroimaging Initiative, un proiect de cercetare mare care colectează date imagistice de la persoane cu cogniție normală, deteriorare cognitivă ușoară și boala Alzheimer. Aceste scanări ar putea conține schimbări subtile care ar putea indica dezvoltarea timpurie a bolii.

Modelul a măsurat volumul cerebral în 95 de regiuni diferite, iar un algoritm a comparat aceste măsurători pentru a identifica modele distincte ale creierelor sănătoase față de cele afectate de deteriorare cognitivă sau boala Alzheimer. Rezultatele au arătat că modelul a putut clasifica fiabil scanările și a prezis prezența bolii cu o acuratețe de aproape 93%. De asemenea, cercetătorii au identificat mai multe regiuni cerebrale unde schimbările structurale erau puternic asociate cu boala.

👉 Regiunile cerebrale afectate în boala Alzheimer

Pierderea de volum în hipocamp, amigdala și cortexul entorhinal s-au numărat printre cei mai puternici indicatori ai bolii Alzheimer, indiferent de grupurile de vârstă și sex. Hipocampul joacă un rol esențial în memorie și învățare, amigdala reglează emoțiile, iar cortexul entorhinal este implicat în memorie, navigare și percepție, fiind printre primele părți ale creierului afectate de boala Alzheimer. De asemenea, s-a observat că indivizii cu vârste între 69 și 76 de ani arătau frecvent pierderi de volum în hipocampul drept, sugerând că această regiune ar putea servi ca biomarker precoce pentru boală.

MedNews Today a discutat cu Dung Trinh, MD, medic intern pentru MemorialCare Medical Group, despre rolul posibil al hipocampului drept. „Lucrarea subliniază hipocampul ca una dintre cele mai timpurii și consecvente structuri afectate de Alzheimer în ceea ce privește memoria, cu o pierdere rapidă de țesut care apare devreme în procesul bolii,” a declarat Trinh. „În acest set de date, grupul de vârstă 69-76 a arătat scăderi semnificative ale volumului hipocampului drept, ceea ce înseamnă că această regiune a fost sensibilă la degenerarea neuronală subtilă din stadiile timpurii înainte ca schimbările corticale să devină predominante,” a detaliat el.

Studiul a descoperit, de asemenea, unele diferențe în modul în care boala Alzheimer poate afecta creierele bărbaților și femeilor. În scanările cerebrale ale femeilor, pierderea de volum era mai pronunțată în cortexul temporal mediu stâng, o regiune asociată cu limbajul și procesarea vizuală. În schimb, în scanările cerebrale ale bărbaților, modificările erau mai evidente în cortexul entorhinal drept. Cercetătorii propun că aceste diferențe ar putea fi legate de modificările hormonale asociate cu îmbătrânirea, cum ar fi scăderile de estrogen și testosteron, care au fost asociate anterior cu riscul de boală Alzheimer.

Trinh a subliniat că găsirea asimetriilor specifice sexului este interesantă și este de acord cu ipoteza autorilor ca un posibil motiv. „Autorii discută un cadru biologic credibil care implică schimbări hormonale, în special reducerea estradiolului după menopauză, riscuri genetice precum APOE-e4 și procese neuroinflamatorii care interacționează cu patologiile amiloid și tau. Totuși, acești factori nu au fost măsurați direct în acest studiu, așa că ar trebui să fie considerați posibile explicații, mai degrabă decât cauze dovedite,” a observat el.

Echipa de cercetare intenționează să continue rafinarea modelelor lor predictive folosind metode mai avansate de învățare profundă. Trinh a avertizat că, deși studiul arată promisiuni, sunt necesare validări suplimentare: „Imaginile bazate pe AI pot detecta modele structurale multiregionale care pot fi greu de apreciat cu ochiul liber, iar acest studiu sugerează că aceste modele pot apărea în tranziția de la normalitatea cognitivă la deteriorarea cognitivă ușoară și apoi la boala Alzheimer. Dacă validarea ulterioară va avea loc, ar putea ajuta medicii să identifice pacienții cu risc mai mare mai devreme, să monitorizeze mai atent progresia și, în cele din urmă, să adapteze planurile de tratament în funcție de profilul neuroanatomic al unui individ,” a spus el.

„În practică, aceasta ar putea însemna intervenții mai timpurii, o mai bună selecție a pacienților pentru terapiile de modificare a bolii și o monitorizare mai atentă a celor mai predispuși la declin. Dar aș sublinia că acest studiu arată promisiuni, nu pregătire clinică,” a adăugat el. „Ar fi util să combinăm MRI cu alți biomarkeri — de exemplu, amiloid, tau, biomarkeri bazați pe sânge, genetică și urmărire longitudinală — pentru a arăta dacă modelul prezice progresia în lumea reală, nu doar clasificarea în cadrul unui singur set de date,” a adăugat Trinh.

Echipa de cercetare vizează, de asemenea, investigarea altor factori care ar putea influența dezvoltarea bolii Alzheimer, inclusiv condiții precum diabetul. Dacă vor fi validate în populații mai mari, instrumentele bazate pe AI ar putea ajuta medicii să identifice mai devreme persoanele cu risc de boală Alzheimer, îmbunătățind astfel atât diagnosticul, cât și capacitatea de a testa noi terapii.