I cinque modi in cui il cervello invecchia

Non solo rughe e capelli bianchi: l'invecchiamento lascia segni inequivocabili anche nell'anatomia del cervello, con zone che si raggrinziscono e altre che modificano la loro struttura. Sono cinque i cambiamenti cruciali identificati finora e riconoscerli è stato tutt'altro che facile perché si tratta di alterazioni impercettibili, ma inesorabilmente reali e che hanno legami precisi con lo stile di vita quanto con la genetica. Li ha descritti sulla rivista Nature Medicine il gruppo di ricerca coordinato dall'Università della Pennsylvania e del quale fanno parte esperti di intelligenza artificiale e analisti di immagini biomediche. Quelli che avvengono nel cervello che invecchia sono cambiamenti legati a particolari condizioni, come il Parkinson, e saperli riconoscere promette di rendere più precise le future diagnosi di malattie neurodegenerative.

Per riuscire a vedere il modo in cui il cervello cambia a mano a mano che invecchia è stato necessario analizzare circa 50mila immagini ottenute con la Risonanza magnetica nucleare. Per questo è stato utilizzato un sistema di intelligenza artificiale.

"L'occhio umano non è in grado di percepire il modo in cui avvengono i cambiamenti" associati al declino cognitivo, osserva Christos Davatzikos, esperto di imaging biomedico all'Università della Pennsylvania a Philadelphia, autore dell'articolo con Zhijian Yang, esperto di intelligenza artificiale applicata alla biomedicina della stessa università. Ci sono voluti otto anni per completare la prima analisi a tappeto in grado di andare oltre quanto era stato fatto finora, che aveva portato a studi parziali e condotti su un piccolo numero di individui.

Ad aiutare i ricercatori è stato il sistema di IA chiamato Surreal-Gan. Prima però è stato necessario addestrarlo e questo è stato fatto insegnando al sistema a leggere i dati delle risonanze di 1.150 persone sane di età compresa fra 20 e 49 anni e 8.992 adulti più anziani, alcuni dei quali con problemi di declino cognitivo. E' così che il sistema di IA ha imparato a riconoscere i segni dell'invecchiamento ed è stato pronto a passare in rassegna le 49.482 immagini di Risonanza magnetica raccolte da 11 studi.

Il risultato di questa analisi ha portato a individuare i cinque segni dell'invecchiamento cerebrale. Tre di questi, per esempio, sono presenti in alcune forme di demenza, altri nel Parkinson e nell'Alzheimer. La speranza dei ricercatori è che in futuro queste alterazioni possano aiutare a prevedere la comparsa delle demenze molto precicemente. Sono stati inoltre individuati legami fra le cinque alterazioni e gli stili di vita, come il fumo e il consumo di alcol, oppure con caratteristiche genetiche.