Cinco patrones distintos de envejecimiento cerebral descubiertos gracias a 50.000 escáneres
Un análisis exhaustivo de casi 50.000 escáneres cerebrales ha identificado cinco patrones únicos de atrofia cerebral relacionados con el envejecimiento y las enfermedades neurodegenerativas. El estudio también relacionó estos patrones con factores del estilo de vida, como el tabaquismo y el consumo de alcohol, así como con marcadores genéticos y sanguíneos relacionados con la salud y el riesgo de enfermedad.
Andrei Irimia, gerontólogo de la USC, califica esta investigación de gran avance en la comprensión del envejecimiento cerebral. Aunque no ha participado en el estudio, señala que proporciona una visión más profunda de cómo cambia la anatomía cerebral con la edad y la enfermedad.
Los investigadores publicaron los resultados en Nature Medicine el 15 de agosto.
El proceso de envejecimiento del cerebro
A medida que envejecemos, nuestro cerebro experimenta sutiles cambios anatómicos visibles en las resonancias magnéticas, como encogimiento o alteraciones estructurales en determinadas zonas. Estos cambios son difíciles de detectar sin tecnología avanzada. «El ojo humano no puede detectar fácilmente los patrones sistemáticos del envejecimiento cerebral», afirma Christos Davatzikos, de la Universidad de Pensilvania.
Estudios anteriores de aprendizaje automático detectaron signos de envejecimiento a partir de datos de resonancia magnética, pero su escala era limitada e incluían datos de pocos individuos.
Para identificar patrones exhaustivos, el equipo de Davatzikos dedicó ocho años a desarrollar y entrenar un método de aprendizaje profundo llamado Surreal-GAN en resonancias magnéticas de 1.150 individuos sanos y 8.992 adultos mayores con deterioro cognitivo. El algoritmo aprendió a identificar las características recurrentes de los cerebros que envejecen y modeló cómo las estructuras anatómicas cambian juntas o de forma independiente.
Los investigadores aplicaron el modelo a las resonancias magnéticas de casi 50.000 participantes y descubrieron cinco patrones distintos de atrofia cerebral. Vincularon varios tipos de degeneración relacionada con la edad a estos patrones, observando la variabilidad individual incluso entre aquellos con la misma afección.
Patrones de envejecimiento y enfermedad
El estudio relacionó la demencia y el deterioro cognitivo leve con tres de los cinco patrones y descubrió que éstos también podían predecir una mayor degeneración cerebral. Davatzikos observó que uno de los patrones era el más potente para predecir el deterioro cognitivo, y que otro patrón mejoraba las predicciones en etapas posteriores. Otros patrones se asociaban a las enfermedades de Parkinson y Alzheimer, y una combinación de tres de ellos predecía la mortalidad.
El estudio relacionó los patrones de atrofia cerebral con factores como el consumo de alcohol, el tabaquismo y los marcadores genéticos, lo que sugiere que la salud física general influye en el bienestar neurológico.
A pesar de los resultados, Davatzikos advierte que el estudio no simplifica el envejecimiento cerebral en sólo cinco patrones. Su equipo planea ampliar su investigación utilizando datos de una gama más amplia de afecciones neurológicas y una población más diversa.
