Σύστημα τεχνητής νοημοσύνης «διαβάζει» τα μάτια και προβλέπει την άνοια έγκαιρα

Η άνοια είναι μια από τις μεγαλύτερες προκλήσεις δημόσιας υγείας παγκοσμίως, με εκατομμύρια ανθρώπους να ζουν με τη νόσο και με το κόστος να φτάνει σε αστρονομικά επίπεδα. Μέχρι σήμερα, οι γιατροί βασίζονταν κυρίως στην ηλικία ή σε βιοδείκτες αίματος για να εκτιμήσουν τον κίνδυνο, όμως αυτοί οι παράγοντες δεν αποτυπώνουν πάντα την πραγματική βιολογική εικόνα του εγκεφάλου. Νέα έρευνα που δημοσιεύεται στο περιοδικό Alzheimer’s & Dementia: The Journal of the Alzheimer’s Association δείχνει ότι  τα μάτια αποκαλύπτουν αν κάποιος θα νοσήσει ή όχι.

Ο αμφιβληστροειδής ως καθρέφτης του εγκεφάλου

Η επιστημονική ομάδα από το Πανεπιστήμιο της Σιγκαπούρης ανέπτυξε ένα εργαλείο τεχνητής νοημοσύνης που αναλύει απλές φωτογραφίες του αμφιβληστροειδούς για να προβλέψει ποιοι έχουν αυξημένες πιθανότητες να εμφανίσουν άνοια ή γνωστική εξασθένηση. Ο αλγόριθμος, με την ονομασία RetiPhenoAge, «διαβάζει» μικρές λεπτομέρειες στο πίσω μέρος του ματιού και εκτιμά τη βιολογική ηλικία, η οποία σχετίζεται στενά με την υγεία του εγκεφάλου. Πρόκειται για μια από τις πρώτες μελέτες που επιβεβαιώνουν σε μεγάλη κλίμακα ότι η βιολογική γήρανση του αμφιβληστροειδούς μπορεί να λειτουργήσει ως προγνωστικός δείκτης για άνοια.

Ο λόγος που ο αμφιβληστροειδής τραβά το ενδιαφέρον είναι η κοινή καταγωγή του με τον εγκέφαλο. Και οι δύο δομές προέρχονται από το ίδιο εμβρυϊκό ιστό και μοιράζονται παρόμοια χαρακτηριστικά, όπως τα πολύπλοκα δίκτυα μικρών αγγείων. Γι’ αυτό και εδώ και χρόνια οι επιστήμονες υποψιάζονταν ότι οι αλλαγές στα μάτια αντανακλούν αλλαγές στον εγκέφαλο. Η διαφορά είναι ότι η φωτογράφιση του αμφιβληστροειδούς είναι ανώδυνη, εύκολη και ήδη διαδεδομένη στα ιατρεία, σε αντίθεση με άλλες εξετάσεις όπως οι μαγνητικές ή τα εξειδικευμένα τεστ DNA, που είναι πιο δαπανηρά.

Πώς διεξήχθη η μελέτη

Όπως διαβάζουμε στο The Brighter Side News, o αλγόριθμος εκπαιδεύτηκε με δεκάδες χιλιάδες εικόνες από τη βάση δεδομένων UK Biobank. Η μέθοδος δοκιμάστηκε σε δύο μεγάλες ομάδες πληθυσμού, μία στη Σιγκαπούρη και μία στη Βρετανία. Στην πρώτη, 510 εθελοντές παρακολουθήθηκαν για αρκετά χρόνια με εξετάσεις ματιών, εγκεφαλικές απεικονίσεις και τεστ μνήμης. Όσοι είχαν «γηρασμένο» αμφιβληστροειδή εμφάνισαν πολύ μεγαλύτερη πιθανότητα να παρουσιάσουν έκπτωση μνήμης ή να διαγνωστούν με άνοια στη συνέχεια. Μάλιστα, όσο πιο αυξημένη ήταν η διαφορά ηλικίας του αμφιβληστροειδούς, τόσο μεγαλύτερος ήταν ο κίνδυνος.

Στη δεύτερη φάση, που περιλάμβανε πάνω από 33.000 άτομα στο Ηνωμένο Βασίλειο, τα αποτελέσματα επιβεβαιώθηκαν, δείχνοντας ότι η μέθοδος είναι αξιόπιστη σε διαφορετικούς πληθυσμούς και εθνικότητες. Το πιο εντυπωσιακό ήταν ότι η πρόβλεψη έφτανε ακόμη και δώδεκα χρόνια πριν την εμφάνιση συμπτωμάτων, προσφέροντας έτσι ένα πολύτιμο χρονικό «παράθυρο» για έγκαιρη παρέμβαση.

Η έρευνα έδειξε επίσης ότι όσοι είχαν μεγαλύτερη «ηλικία» αμφιβληστροειδούς παρουσίαζαν και άλλες ενδείξεις επιβάρυνσης, όπως περισσότερες αλλοιώσεις στην εγκεφαλική ουσία και μικρότερο ιππόκαμπο, περιοχές που σχετίζονται στενά με την απώλεια μνήμης. Παράλληλα, οι αιματολογικές αναλύσεις αποκάλυψαν αυξημένα επίπεδα πρωτεϊνών που συνδέονται με φλεγμονή και εκφυλισμό του νευρικού συστήματος. Αυτό δείχνει ότι το σύστημα δεν «βλέπει» μόνο τα μάτια, αλλά καταγράφει μια συνολική βιολογική διαδικασία που αφορά όλο το σώμα.

Η σημασία της έγκαιρης διάγνωσης

Η σημασία αυτών των ευρημάτων είναι τεράστια, καθώς η άνοια εκτιμάται ότι θα πλήξει έναν στους τρεις ηλικιωμένους τις επόμενες δεκαετίες. Η δυνατότητα ανίχνευσης του κινδύνου πολλά χρόνια πριν την εκδήλωση των συμπτωμάτων θα επιτρέψει σε γιατρούς και ασθενείς να δράσουν πιο έγκαιρα, είτε με αλλαγές στον τρόπο ζωής είτε με νέες θεραπείες που αναπτύσσονται. Παράλληλα, επειδή οι κάμερες αμφιβληστροειδούς είναι ήδη διαθέσιμες σε πολλά ιατρικά κέντρα, η υιοθέτηση μιας τέτοιας μεθόδου μπορεί να γίνει σχετικά γρήγορα και με χαμηλό κόστος.