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為阿爾茨海默病提出的新計(jì)算模型

2022-03-29 10:25

妙佑醫(yī)療國(guó)際（Mayo Clinic，又譯為梅奧診所、梅約診所、馬約診所）的研究人員提出了一種新的模型，可以將阿爾茨海默病的癥狀映射到大腦解剖結(jié)構(gòu)中。

妙佑醫(yī)療國(guó)際3月28日消息

這種新的計(jì)算模型是通過(guò)將機(jī)器學(xué)習(xí)應(yīng)用于患者的腦成像數(shù)據(jù)而開發(fā)的。它利用大腦的整個(gè)功能，而不是特定的腦區(qū)或網(wǎng)絡(luò)來(lái)解釋大腦解剖結(jié)構(gòu)和心理處理過(guò)程之間的關(guān)系。研究結(jié)果發(fā)表在《自然－通訊》（Nature Communications）雜志上。

研究于2022年3月28日發(fā)表在《Nature Communications》（最新影響因子：14．919）雜志上

妙佑醫(yī)療國(guó)際的神經(jīng)病學(xué)家、該研究的主要作者、醫(yī)學(xué)博士 David T． Jones 說(shuō)：“這個(gè)新模型可以促進(jìn)我們對(duì)大腦如何在衰老和阿爾茨海默病期間工作和崩潰的理解，為監(jiān)測(cè)、預(yù)防和治療精神障礙提供了新的方法�！�

David T． Jones 博士

阿爾茨海默病通常被描述為蛋白質(zhì)加工問(wèn)題。毒性蛋白質(zhì)淀粉樣蛋白和 tau 蛋白沉積在大腦區(qū)域，導(dǎo)致神經(jīng)功能衰竭，導(dǎo)致失憶、溝通困難和思維混亂等臨床癥狀。

然而，臨床癥狀、腦損傷模式與腦解剖結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系尚不清楚。人們還可能患有一種以上的神經(jīng)退行性疾病，這使得診斷變得困難。用這種計(jì)算模型映射大腦行為可能會(huì)給臨床醫(yī)生帶來(lái)新的視角。

該新模型是利用氟脫氧葡萄糖正電子發(fā)射斷層掃描（FDG－PET）對(duì) 423 名認(rèn)知受損并參與 Mayo Clinic 衰老研究和 Mayo Clinic 阿爾茨海默病研究中心的研究參與者進(jìn)行的腦葡萄糖測(cè)量開發(fā)的。FDG－PET 是一種成像測(cè)試，顯示葡萄糖如何為大腦的某些部分提供能量。神經(jīng)退行性疾病，例如阿爾茨海默病、路易體失智和額顳葉失智，都有不同的葡萄糖使用模式。

該模型將與失智癥狀相關(guān)的復(fù)雜大腦解剖結(jié)構(gòu)壓縮成一個(gè)概念性的、用顏色編碼的框架，該框架顯示了與神經(jīng)退行性疾病和心理功能相關(guān)的大腦區(qū)域。模型中顯示的成像模式與患者經(jīng)歷的癥狀有關(guān)。

該模型對(duì)阿爾茨海默病生理相關(guān)變化的預(yù)測(cè)能力在 410 人中得到驗(yàn)證。通過(guò)從針對(duì)記憶、執(zhí)行功能、語(yǔ)言、行為、運(yùn)動(dòng)、感知、語(yǔ)義知識(shí)和視覺空間能力的正常老化和失智綜合征中投射大量數(shù)據(jù)，獲得了額外的驗(yàn)證。

研究人員發(fā)現(xiàn)，失智癥患者大腦中葡萄糖使用模式的 51％差異只能用 10 種模式來(lái)解釋。每個(gè)患者都有這 10 種腦葡萄糖模式的獨(dú)特組合，這些模式與他們經(jīng)歷的癥狀類型相關(guān)。在后續(xù)工作中，由 Jones 博士指導(dǎo)的 Mayo Clinic 神經(jīng)病學(xué)系人工智能（AI）計(jì)劃正在使用這 10 種模式來(lái)研究 AI 系統(tǒng)，以幫助解釋正在接受阿爾茨海默病評(píng)估的患者的腦部掃描及相關(guān)綜合征。