L’algoritmo «disegna» come invecchia il cervello

Come invecchia il cervello? E come si possono cogliere i primi segnali di decadimento cognitivo, a prescindere da quello che dice la carta d’identità? Nella sfida alla neurodegenerazione, l’intelligenza artificiale (Ai) potrebbe rivelarsi un aiuto importantissimo. Anche e soprattutto se si tratta di aggregare informazioni fino a disegnare il percorso di senescenza cerebrale.

A far ipotizzare nuovi, possibili strumenti e algoritmi grazie all’Ai per misurare la velocità con cui il cervello di un soggetto invecchia, aprendo la strada a uno strumento nuovo per comprendere, prevenire e curare il declino cognitivo e la demenza, è una ricerca che apparsa su Pnas (Proceedings of the national academy of sciences), la rivista dell’Accademia delle scienze americana. Lo studio è stato condotto da un team di esperti dell’Alzheimer’s disease neuroImaging initiative, tra cui studiosi dell’Università della California del Sud (Usc) coordinati da Andrei Irimia e Paul Bogdan. L’osservazione fa seguito e migliora la sensibilità anche perché punta su controlli ripetuti, rispetto a uno studio precedente, che ha visto sempre protagonisti gli studiosi dell’Usc.

Il nuovo modello propone una serie di calcoli che, come riporta una nota dell’Università della California, parte da una particolare rete neurale, definita convoluzionale tridimensionale (3D-Cnn). Il modello è stato sviluppato e convalidato su oltre 3.000 risonanze magnetiche di adulti cognitivamente normali, ripetute nel tempo. Quindi si è evitato il limite dell’unica valutazione in un determinato momento nella vita e si è potuto capire meglio cosa accade sul fronte anatomico in caso di invecchiamento più rapido o, al contrario, rallentato.

La rete neurale, inoltre, come ricorda Bogdan nella nota per la stampa, ha permesso di “generare” anche “mappe di salienza” interpretabili, che indicano le regioni cerebrali specifiche che sono più importanti per determinare il ritmo dell’invecchiamento. I calcoli proposti dal nuovo modello sono stati sviluppati in una popolazione di un centinaio di adulti sani e su 140 persone con malattia di Alzheimer e si sono rivelati correlati ai mutamenti osservati nei test classici sulle funzioni cognitive somministrati in entrambi i momenti. Insomma, siamo di fronte a un’opportunità che potrebbe consentire di avere a disposizione un biomarcatore precoce del declino neurocognitivo, potenzialmente applicabile sia a soggetti sani che a persone con decadimento. Ma soprattutto, e questa è la speranza, si potrebbe giungere ad avere informazioni predittive sulla traiettoria di quadri patologici. E quindi aprire la strada a trattamenti specifici sulla base delle caratteristiche e dell’età biologica cerebrale di ogni persona.

«I tassi di invecchiamento cerebrale sono correlati in modo significativo ai cambiamenti nelle funzioni cognitive» è il commento di Irimia. Cosa significa? Secondo l’esperto in presenza di un elevato tasso di senescenza cerebrale si alza la probabilità di andare incontro a deficit delle funzioni cognitive, come memoria, velocità e funzione esecutiva e velocità di elaborazione. Insomma, si va oltre l’anatomia.