美国的研究人员开发了一种由AI驱动的工具,可以通过MRI扫描追踪大脑老化,从而帮助管理认知能力下降。生物年龄不同于个人的生理年龄,更快的大脑老化与更高的认知障碍风险密切相关。研究人员使用了超过3,000名认知正常成年人的MRI扫描数据,训练了一个三维卷积神经网络(3D-CNN),该网络提供了一种精确测量大脑随时间老化的手段。这项工作由南加州大学(University of Southern California,USC)的工程师完成,并发表在《国家科学院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences)上。
“这是一种新颖的测量方法,可能会改变我们在研究实验室和临床环境中追踪大脑健康的方式,”高级作者、南加州大学的老年学、生物医学工程、定量与计算生物学及神经科学副教授安德烈·伊里米亚(Andrei Irimia)表示。“了解大脑老化的速度是非常有力量的。”
当应用于104名认知健康的成年人和140名阿尔茨海默病患者时,新模型对大脑老化速度的计算与认知功能测试的变化密切相关。据南加州大学团队称,该模型有可能更好地描述健康老化和疾病轨迹,并且其预测能力有一天可能用于评估哪种治疗方法会更有效,具体取决于个体特征。
“这些测量与认知测试结果的一致性表明,该框架可能作为神经认知衰退的早期生物标志物,”南加州大学电气与计算机工程副教授保罗·博格丹(Paul Bogdan)表示。“此外,它展示了其在认知正常个体和认知障碍者中的适用性。”
该研究还表明,某些区域的大脑老化速度在性别之间存在差异,这或许可以解释为什么男性和女性面临不同的神经退行性疾病(包括阿尔茨海默病)的风险,伊里米亚补充道。
“大脑老化速度与认知功能变化显著相关,”他说道。“因此,如果你的大脑老化速度快,那么你的认知功能退化速度也可能会更快,包括记忆、执行速度、执行功能和处理速度。这不仅是一个解剖学上的测量;我们看到的解剖变化与这些个体的认知变化相关联。”
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