Мозг стареет пятью различными способами
Исследование сканирования мозга указывает на возможность разработки методов для выявления самых ранних стадий нейродегенеративных заболеваний.
Анализ почти 50 000 сканирований мозга выявил пять различных моделей атрофии, связанных со старением и нейродегенеративными заболеваниями. Исследователи также обнаружили связи этих моделей с факторами образа жизни, такими как курение и употребление алкоголя, а также с генетическими и биохимическими маркерами, указывающими на состояние здоровья и риск заболеваний.
Эта работа представляет собой «методологический прорыв», который может значительно расширить понимание процесса старения, говорит Андрей Иримия, геронтолог из Университета Южной Калифорнии, который не участвовал в исследовании. «До этого момента мы знали, что анатомия мозга меняется с возрастом и при заболеваниях. Но наше понимание этого сложного взаимодействия было куда более ограниченным».
Исследование опубликовано 15 августа в журнале Nature Medicine.
Изменения в структуре мозга Старение влияет не только на внешний вид человека, но и на анатомию мозга, что можно заметить на снимках магнитно-резонансной томографии (МРТ). Некоторые области мозга с возрастом сморщиваются или претерпевают структурные изменения. Однако эти изменения едва заметны невооруженным глазом. «Человеческий глаз не может уловить закономерности систематических изменений мозга», связанных с этим процессом, объясняет Христос Давацикос, специалист по биомедицинской визуализации из Университета Пенсильвании и автор статьи.
Предыдущие исследования уже показали, что методы машинного обучения способны выявлять тонкие признаки старения по данным МРТ. Однако большинство таких исследований включали относительно небольшое количество участников.
Чтобы получить более полное представление, команда Давацикоса провела исследование, которое длилось около восьми лет. Они использовали метод глубокого обучения под названием Surreal-GAN, разработанный первым автором исследования Чжицзяном Яном. Ученые обучили алгоритм на МРТ-снимках мозга 1150 здоровых людей в возрасте от 20 до 49 лет и 8992 пожилых людей, многие из которых имели когнитивные нарушения. Это позволило алгоритму распознавать повторяющиеся признаки стареющего мозга и создать модель анатомических изменений.
Затем исследователи применили эту модель к МРТ-сканам почти 50 000 человек, участвовавших в различных исследованиях по старению и неврологическому здоровью. В результате были выделены пять различных моделей атрофии мозга. Команда ученых связала различные типы возрастных изменений мозга с комбинациями этих пяти моделей, хотя вариации среди людей с одинаковыми состояниями также наблюдались.
Модели старения Например, деменция и легкое когнитивное нарушение были связаны с тремя из пяти моделей. Интересно, что исследователи также выявили возможность использования этих моделей для прогнозирования вероятности дальнейшей дегенерации мозга. «Если вы хотите предсказать переход от когнитивно нормального состояния к легкому когнитивному нарушению, одна из моделей была наиболее предсказательной», — объясняет Давацикос. «На более поздних стадиях добавление второй модели улучшает прогноз, что логично, так как это отражает распространение патологии». Другие модели были связаны с болезнью Паркинсона и Альцгеймера, а комбинация из трех моделей оказалась предсказательной для смертности.
Авторы исследования также установили четкие связи между определенными моделями атрофии мозга и различными факторами, такими как употребление алкоголя, курение, а также генетические и биохимические маркеры, влияющие на здоровье. Давацикос полагает, что эти результаты указывают на влияние общего состояния организма на здоровье мозга, поскольку повреждение других систем органов может сказаться и на мозге.
Тем не менее, Давацикос предостерегает, что исследование «не сводится только к пяти числам», и его команда планирует продолжать работу с более разнообразными данными, включая людей с разными неврологическими заболеваниями и расовым, этническим разнообразием.
Согласно журналу о психологии мы собираем для Вас всю самую необходимую и полезную информацию.
Так же вы можете посмотреть похожие темы:
