Il declino cognitivo è una preoccupazione crescente con l’invecchiamento della popolazione, che spesso porta a condizioni debilitanti. Identificare precocemente i segni di invecchiamento cerebrale è fondamentale per prevenire il deterioramento delle funzioni cognitive. Un recente studio della USC Leonard Davis School of Gerontology ha introdotto un innovativo sistema basato sull’intelligenza artificiale (IA) che utilizza scansioni MRI per prevedere il declino cognitivo e determinare l’“età cerebrale” delle persone.
Le scansioni MRI (Magnetic Resonance Imaging) rappresentano una tecnica non invasiva che fornisce immagini dettagliate del cervello, fondamentali per rilevare cambiamenti nelle strutture cerebrali. Questo metodo è essenziale per individuare i primi segnali di malattie neurodegenerative come l’Alzheimer. L’innovativo sistema di IA sviluppato nello studio analizza queste scansioni per stimare l’invecchiamento del cervello rispetto all’età cronologica della persona.
I ricercatori hanno raccolto le risonanze magnetiche cerebrali di 4.681 partecipanti cognitivamente normali, alcuni dei quali hanno sviluppato il declino cognitivo o il morbo di Alzheimer più tardi nella vita.
L’Intelligenza Artificiale e l’età cerebrale
L’uso dell’IA è rivoluzionario perché permette di identificare segni precoci di invecchiamento cerebrale accelerato. “Il nostro studio sfrutta il potere del deep learning per identificare le aree del cervello che stanno invecchiando in modi che riflettono un declino cognitivo che può portare all’Alzheimer”, ha detto Andrei Irimia, assistente professore di gerontologia, ingegneria biomedica e neuroscienze presso la USC Leonard Davis School of Gerontology e autore corrispondente dello studio.
Irimia spiega che “le persone invecchiano a ritmi diversi, e così fanno i tipi di tessuto nel corpo”. Questo fenomeno riguarda anche il cervello, dove l’età biologica può differire significativamente dall’età cronologica. Utilizzando una rete neurale sviluppata da Paul Bogdan e dal suo team, il modello di IA è stato in grado di prevedere l’età cerebrale con un’accuratezza superiore, con un errore medio di soli 2,3 anni rispetto a modelli precedenti. Questo modello fornisce mappe cerebrali dettagliate che rivelano modelli specifici di invecchiamento e aiuta a identificare il rischio di Alzheimer prima della manifestazione clinica dei sintomi.
Invecchiamento cerebrale: differenze in base al sesso
Lo studio ha evidenziato che il cervello di uomini e donne invecchia in modo diverso. Nei maschi, le aree con maggiore salienza includono la corteccia motoria primaria e i lobi frontali, che sono associati a un rischio più elevato di compromissione motoria, come nel caso del Parkinson. Le donne, invece, mostrano una maggiore salienza nelle regioni occipitali e parietali, con una corteccia più spessa. Sebbene le donne mantengano una memoria episodica migliore con l’età, sono più suscettibili all’Alzheimer, mentre gli uomini possono avere un invecchiamento accelerato in aree come l’ippocampo.
La “salienza” in un contesto neuroanatomico si riferisce all’importanza o rilevanza di determinate aree del cervello in relazione a un particolare processo o funzione. Nel caso degli studi sull’invecchiamento cerebrale, la salienza indica le regioni cerebrali che mostrano cambiamenti significativi o peculiari rispetto all’età o a specifiche condizioni di salute. Queste aree salienti permettono di identificare modelli di invecchiamento, malattie neurodegenerative e differenze individuali, consentendo una migliore comprensione e intervento in medicina personalizzata.
Prevenzione del declino cognitivo: modifiche dello stile di vita e interventi terapeutici
Per preservare la funzione cognitiva e prevenire l’invecchiamento cerebrale è essenziale combinare, a una eventuale terapia farmacologica, diverse strategie:
- Stile di vita: una dieta sana, esercizio fisico regolare, stimolazione mentale e una gestione efficace del sonno e dello stress sono fondamentali.
- Terapie mirate: terapie cognitive, stimolazione cerebrale e terapie integrative come la musicoterapia possono migliorare la qualità della vita.
L’integrazione di queste strategie, personalizzate per le esigenze individuali, offre un approccio proattivo per affrontare il declino cognitivo. “L’intelligenza artificiale interpretabile può diventare un potente strumento per valutare il rischio di Alzheimer e altre malattie neurocognitive” afferma Irimia. Prima avviene l’individuazione dei soggetti a rischio, maggiori sono le possibilità di intervenire efficacemente con trattamenti e strategie di gestione.
