AI بالعربي – متابعات
طوّر باحثون نموذجًا للذكاء الاصطناعي يستطيع تقدير العمر البيولوجي لكل منطقة في الدماغ باستخدام صور الرنين المغناطيسي. وقد يساعد النموذج في رصد أنماط الشيخوخة المرتبطة بالتدهور المعرفي ومرض ألزهايمر بدقة أكبر.
وتختلف التقنية الجديدة عن النماذج التقليدية التي تمنح الدماغ عمرًا شاملًا في صورة رقم واحد. إذ يرسم النموذج خريطة ثلاثية الأبعاد توضح العمر المقدر للأنسجة في كل منطقة تقريبًا.
الذكاء الاصطناعي يحلل شيخوخة الدماغ محليًا
تعتمد معظم النماذج الحالية على مقارنة العمر الظاهري للدماغ بالعمر الحقيقي للشخص. لكن هذا القياس قد يخفي اختلافات مهمة، لأن مناطق الدماغ لا تتقدم في العمر بالمعدل نفسه.
وفي الدراسة المنشورة بدورية “PNAS”، درّب الباحثون نموذجًا للتعلم العميق على صور رنين مغناطيسي تخص 14 ألفًا و748 شخصًا يتمتعون بقدرات معرفية طبيعية.
وصُمم النموذج لإنتاج خريطة ثلاثية الأبعاد للعمر البيولوجي للدماغ. وتحدد الخريطة العمر المقدر للأنسجة عند كل نقطة تقريبًا، بدلًا من اختزال الشيخوخة في قيمة واحدة.
الفصان الجبهي والصدغي يظهران عمرًا أكبر
أظهرت النتائج أن الفصين الجبهي والصدغي بدوا أكبر عمرًا نسبيًا من المناطق الجدارية والقذالية. وظهر هذا النمط حتى لدى الأشخاص الذين لا يعانون ضعفًا معرفيًا.
وتشارك المناطق الجبهية في التخطيط والانتباه واتخاذ القرارات. بينما تؤدي المناطق الصدغية، ومنها الحصين، دورًا أساسيًا في الذاكرة.
شيخوخة الدماغ تتدرج مع تطور ألزهايمر
اختبر الباحثون النموذج باستخدام بيانات مبادرة التصوير العصبي لمرض ألزهايمر. وشملت البيانات 1102 شخص يتمتعون بالسلامة المعرفية، و354 مصابًا بضعف إدراكي بسيط، و529 مريضًا بألزهايمر.
وكشفت النتائج عن نمط متدرج في شيخوخة الدماغ. إذ ارتفع العمر المقدر للمناطق مع الانتقال من الشيخوخة الطبيعية إلى الضعف الإدراكي البسيط، ثم مرض ألزهايمر.
وبلغ متوسط الفارق بين العمر المقدر والعمر الحقيقي نحو سالب 0.2 سنة لدى الأصحاء. وارتفع الفارق إلى 1.6 سنة لدى المصابين بضعف إدراكي بسيط، ثم إلى 2.9 سنة لدى مرضى ألزهايمر.
مناطق الذاكرة والحركة تسجل أكبر الفروق
ظهرت بعض أكبر الفروق بين مرضى ألزهايمر والأشخاص الأصحاء في مناطق عميقة من الدماغ. وشملت هذه المناطق الجسم الشاحب والبطامة والحصين واللوزة الدماغية.
وترتبط تلك المناطق بالحركة والذاكرة والانفعالات. كما تتأثر بعمليات التنكس العصبي المصاحبة لمرض ألزهايمر.
وأظهرت الدراسة أيضًا أن النصف الأيمن من الدماغ بدا أكبر عمرًا في المتوسط من النصف الأيسر. وسُجلت النتيجة لدى مستخدمي اليد اليمنى واليسرى، ما يشير إلى أنها لا ترتبط فقط بسيادة إحدى اليدين.
كما بدت الأخاديد العميقة في القشرة الدماغية أكبر عمرًا من التلافيف البارزة المحيطة بها.
ويرى الباحثون أن ذلك قد يرتبط بضغوط بنيوية تحدث خلال نمو الدماغ. وقد ينتج أيضًا عن انخفاض كفاءة التخلص من البروتينات والفضلات في المناطق العميقة، لكن هذه التفسيرات تحتاج إلى دراسات إضافية.
الخرائط قد تدعم متابعة التنكس العصبي
ارتبط ارتفاع العمر الموضعي لبعض مناطق الدماغ بأداء أسوأ في اختبارات الذاكرة والتفكير. وكانت العلاقة أكثر وضوحًا لدى مرضى ألزهايمر مقارنة بالأصحاء والمصابين بضعف إدراكي بسيط.
وقد تتيح الخرائط الجديدة مستقبلًا متابعة تطور التنكس العصبي في مناطق محددة. كما قد تساعد في تحديد الأشخاص الأكثر عرضة للخطر واختيار المشاركين في التجارب السريرية.
لكن الدراسة لا تثبت أن النموذج يستطيع تشخيص ألزهايمر أو التنبؤ بالإصابة به. فقد اختبره الباحثون أساسًا على صور بحثية عالية الجودة.
ولا يزال النموذج بحاجة إلى اختبارات باستخدام صور مأخوذة من مستشفيات ومراكز أشعة مختلفة. كما اعتمدت الدراسة بدرجة كبيرة على بيانات جُمعت في نقطة زمنية واحدة.
وأكد الباحثون ضرورة متابعة المشاركين لسنوات. وتهدف المتابعة إلى معرفة قدرة تغيرات العمر الموضعي للدماغ على التنبؤ بالانتقال من الشيخوخة الطبيعية إلى الضعف الإدراكي أو مرض ألزهايمر.
