News - Огляд на основі штучного інтелекту розкриває переналаштування мозку після інсульту

У дослідженні, опублікованому в The Lancet Digital Health, вчені з Інституту нейровізуалізації та інформатики Марка та Мері Стівенс при Університеті Південної Каліфорнії виявили явище, за якого мозок, уражений інсультом, може переформовуватись, відображаючи структурно молодші особливості в неушкоджених регіонах для адаптації після травми. Ініційоване Робочою групою з відновлення після інсульту ENIGMA через метааналіз нейровізуалізації, міжнародне дослідження вивчало скани мозку понад 500 пацієнтів, які перенесли інсульт, з 34 науково-дослідних установ у восьми різних країнах. Використовуючи моделі глибокого навчання, навчені на масивному масиві МРТ-сканів, команда оцінювала 'вік мозку' різних ділянок мозку після інсульту для дослідження структурного впливу та патернів відновлення. Доктор Хосун Кім, доцент кафедри неврології досліджень у Медичній школі Кека при УПК, зазначив: “Зустрічання великих інсультів, як правило, старіє уражену півкулю мозку, проте цікаво, що це може зробити протилежний бік молодшим. Це спостереження натякає на компенсаторну адаптацію мозку, омолоджуючи життєздатні мережі, щоб відновити втрачений функціонал“. Використовуючи складну AI-мережу графового згортання, команда медично оцінювала 18 окремих ділянок мозку за даними МРТ для визначення біологічного віку. Розбіжності між цими прогнозами та фактичними віками, відомі як різниця прогнозованого віку мозку (brain-PAD), служать індикаторами нейронного здоров’я та відновлення. Зiставивши ці метрики з балами рухових показників, було виявлено вражаюче відкриття: навіть через шість місяців після реабілітації, пацієнти після інсульту з серйозними руховими проблемами демонстрували молодший, ніж очікувалось, вік мозку в ділянках, що протиставляють поразку, зокрема у фронтопаріетальній мережі — що важлива для моторних функцій. “Наше дослідження свідчить, що важкі наслідки інсульту можуть змусити здорові ділянки мозку, особливо протилежні до ураження, компенсувати рухові дефіцити,” — пояснив доктор Кім. “Контралатеральна фронтопаріетальна мережа, як визначник в плануванні рухів та координації, проявила омолоджені характеристики, вказуючи на нейронну контингентність, а не повне функціональне відновлення. Цей аспект нейропластичності до тепершньої технології візуалізації залишався непоміченим.” Це важливе дослідження, проведене під керуванням ENIGMA, збирає нейронні дані з усього світу для підвищення розуміння динаміки мозку при різних захворюваннях. Вирівнювання даних МРТ та клінічних метрик з різних когор займало складання найбільшої у світі колекції нейровізуалізації інсультів. Артур В. Тога, директор Stevens INI, наголосив: “Збір даних вижилих після інсульту з усього світу за допомогою AI дозволяє нам виявляти складні моделі реорганізації мозку, які менші дослідження можуть пропустити. Ці різноманітні маркери старіння в хронічному стані мозку після інсульту можуть стати основою для персоналізованих стратегій реабілітації.” Планується продовження цього дослідження в довгостроковій перспективі, відслідковуючи еволюцію віку мозку та реорганізацію з гострих стадій через хронології відновлення після інсульту. Лікарі передбачають індивідуальні втручання, розроблені навколо індивідуальних нейронних адаптацій, що потенційно можуть швидко покращити прогнози відновлення. Дослідження під назвою “Прогнозування глибокого навчання віку мозку за даними МРТ виявляє контралатеральну нейропластичність, пов’язану з важкими руховими порушеннями у хронічному інсульті: всесвітнє дослідження ENIGMA”, фінансоване грантом NIH R01 NS115845, залучало міжнародних партнерів з Університету Британської Колумбії, Університету Монаш, Університету Еморі та Університету Осло. Для отримання додаткової інформації про це дослідження або відповідні досягнення науково-дослідної роботи ENIGMA, відвідайте https://enigma.ini.usc.edu.