炎症、血糖水平和活动水平影响大脑衰老。
你的大脑比它的生物年龄更年轻吗?瑞典斯德哥尔摩卡罗琳学院的医学研究人员发表了一项新研究,展示了如何利用人工智能(AI)工具识别加速大脑衰老的因素。
“大脑年龄差距(BAG),即个体预测的大脑年龄(PBA)与实际年龄(CA)之间的差异,可以作为衡量大脑健康的重要生物标志物。”该研究团队负责人安娜·马尔塞格利亚在《阿尔茨海默病与痴呆症》杂志上发表的文章中指出。
瑞典研究团队使用大脑年龄差距作为潜在的数字生物标志物来评估神经退行性疾病、血管疾病、生活方式因素(如活动和饮食)、心代谢(CMD)风险因素和疾病(如心脏病、糖尿病、肥胖和高血压)、生物学过程(如炎症)以及葡萄糖和脂质代谢紊乱的影响。此外,研究团队还研究了大脑年龄差距与认知功能之间的联系,并寻找出生时定义的女性和男性之间可能存在的差异。
该研究的数据来自2014年至2016年间参与瑞典基于人群的队列研究的739名哥德堡居民,年龄均为70岁。所有参与者都进行了通过神经影像质量控制标准的脑部成像检查,并且没有神经系统疾病(如痴呆症)。
“人工智能技术的进步促进了使用全结构磁共振成像(MRI)开发大脑年龄模型,捕捉大脑弹性的核心生物学维度。”研究人员写道。
参与者的脑部扫描由经过训练的人工智能分析,该AI模型基于来自其他七个队列的超过18,800张MRI图像进行训练。AI模型输出的大脑年龄差距得分来自于个体大脑生物年龄与其实际年龄之间的差异。大脑看起来越老,差距越大。
大脑外观老化且差距较大的与高水平的炎症、血糖和脑血管负担有关。外观较老的大脑与低水平的身体活动、中风/短暂性脑缺血发作(TIA)和糖尿病的存在有关。
有趣的是,在经常进行体育活动的肥胖人群中,大脑年龄差距得分较低。年轻外观的大脑特征之一是皮层厚度较大。
“值得注意的是,性别特异性关联出现,表明女性和男性在认知障碍方面存在不同的病理和弹性路径。”研究人员指出。
女性外观较老的大脑与酒精风险消费和较低的情景记忆有关。男性外观较老的大脑与皮层厚度减小和注意力/速度、空间视觉能力和语言流畅性方面的认知功能下降有关。
“血管脑损伤、炎症和胰岛素相关失调之间的相互作用可能是理解大脑年龄差距的神经生物学基础,因此也是衰老过程中弹性机制的关键。”研究人员总结道。
通过利用人工智能的模式识别能力,研究人员能够从复杂的大脑图像中精确定位因素,揭示重要的健康发现。这项研究表明了身体活动、肥胖、中风、炎症、脑血管疾病对大脑生物年龄的影响,以及女性和男性大脑之间的差异。大脑年龄差距有可能成为衡量大脑弹性的数字生物标志物。
“有利的生活方式,如体育活动,可能有助于保持大脑完整性,从而使大脑看起来更年轻。”研究人员报告说。
基于他们的结论,卡罗琳学院的科学家建议未来应进行长期研究,考虑女性和男性大脑之间的差异,并研究炎症、葡萄糖代谢、血管脑损伤和心代谢疾病对认知功能和大脑年龄差距的相互作用和影响。
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