كشف باحثون أنه بات من الممكن تحديد سرعة شيخوخة الجسم بناءً على صورة واحدة للدماغ، وفقًا لما نشره موقع "Live Science".
طوّر فريق من الباحثين، الذين نشروا نتائج دراستهم الجديدة في دورية "Nature Aging"، معيارًا للشيخوخة البيولوجية يعتمد على تصوير الدماغ بالرنين المغناطيسي.
يقول الباحثون إن هذه الأداة يمكنها التنبؤ بمخاطر إصابة الفرد المستقبلية بضعف الإدراك والخرف، والأمراض المزمنة مثل أمراض القلب والضعف البدني والوفاة المبكرة.
تصوير واحد بالرنين المغناطيسي
قال الباحث الرئيسي أحمد الحريري، أستاذ علم النفس وعلم الأعصاب في جامعة ديوك: "تقدم الورقة البحثية طريقة جديدة لقياس سرعة شيخوخة الشخص في أي لحظة باستخدام المعلومات المتوفرة في تصوير واحد بالرنين المغناطيسي للدماغ"، مضيفًا أن "التقدم في السن بشكل أسرع يزيد من خطر الإصابة بالعديد من الأمراض، بما يشمل داء السكري وأمراض القلب والسكتة الدماغية والخرف".
خوارزمية تعلم آلي
حلل الباحثون صور رنين مغناطيسي للدماغ مأخوذة من مجموعة المشاركين في سن 45 عامًا، وعالجوا البيانات المتعلقة ببنية الدماغ - حجم وسمك مناطق الدماغ المختلفة ونسبة المادة البيضاء إلى المادة الرمادية - من خلال خوارزمية تعلم آلي.
وتمت مقارنة بيانات الدماغ المعالجة ببيانات أخرى جُمعت من المشاركين في الوقت نفسه، مثل اختبارات التدهور البدني والإدراكي والحالات الصحية الذاتية وعلامات شيخوخة الوجه، مثل التجاعيد.
وتيرة أسرع للشيخوخة
أكد الباحثون أن التراجعات الأكبر في تلك المناطق مرتبطة بوتيرة أسرع للشيخوخة بشكل عام، ثم ربطوا خصائص بيانات الدماغ بتلك المقاييس. أطلقوا على نموذجهم الناتج اسم "سرعة دنيدن للشيخوخة المحسوبة من التصوير العصبي" أو "DunedinPACNI".
في السابق، ابتكر الفريق أداة مماثلة تُسمى "DunedinPACE" (سرعة دنيدن للشيخوخة المحسوبة من الإبيجينوم). ركز هذا المقياس على الميثلة - وهي علامات كيميائية ترتبط بجزيئات الحمض النووي - في عينات الدم لتقدير وتيرة شيخوخة الأشخاص. الميثلة هي نوع من "التغيرات فوق الجينية"، أي أنها تُغير نشاط الجينات دون تغيير الشفرة الأساسية للحمض النووي.
مقياس سرعة الشيخوخة
قال الحريري: "تم اعتماد DunedinPACE على نطاق واسع في الدراسات، التي توفرت فيها بيانات فوق جينية"، موضحًا أن مقياس "DunedinPACNI" يسمح حاليًا بإجراء دراسات بدون بيانات فوق جينية ولكن باستخدام تصوير الدماغ بالرنين المغناطيسي لقياس الشيخوخة المتسارعة".
قارن الباحثون "DunedinPACNI" مباشرةً بـ "DunedinPACE"، واكتشفوا أنهما توصلا إلى نتائج متشابهة. لمعرفة ما إذا كانت أداتهم الجديدة مفيدة خارج نطاق دنيدن، استخدمها الفريق لتقدير وتيرة الشيخوخة باستخدام صور الرنين المغناطيسي في مجموعات بيانات أخرى: 42,000 صورة بالرنين المغناطيسي من البنك الحيوي البريطاني؛ وأكثر من 1,700 صورة بالرنين المغناطيسي من مبادرة التصوير العصبي لمرض الزهايمر "ADNI"؛ و369 صورة من مجموعة "BrainLat"، التي تتضمن بيانات من خمس دول في أميركا الجنوبية.
التعميم أولوية قصوى
صرح إيثان ويتمان، الباحث المشارك في الدراسة وطالب الدكتوراه في جامعة ديوك، قائلًا "إن ضمان تعميم نتائجنا على مجموعات البيانات والفئات الديموغرافية يمثل أولوية قصوى لأبحاث تصوير الدماغ".
ووجدوا أن مبادرة دنيدن "PACNI" يمكنها أيضًا تقدير معدل الشيخوخة في هذه الفئات الأخرى، وأنها فعلت ذلك بدقة مقاييس أخرى استُخدمت سابقًا. يتضمن كلٌ من البنك الحيوي البريطاني ومؤشر "ADNI" أيضًا مقاييس للآثار الصحية المحددة للشيخوخة، بما يشمل اختبارات الوهن البدني، مثل قوة القبضة وسرعة المشي، بالإضافة إلى معدلات الإصابة بالنوبات القلبية والسكتات الدماغية ومرض الانسداد الرئوي المزمن والوفاة من جميع الأسباب ضمن الفئات العمرية.
باستخدام هذه المقاييس الإضافية، تمكن الفريق من ربط معدلات الشيخوخة الأسرع، كما هو مُحدد باستخدام "DunedinPACNI"، بزيادة مخاطر الإصابة بالنوبات القلبية والسكتات الدماغية ومرض الانسداد الرئوي المزمن والوفاة. وأضاف الحريري أن الأمر يتعلق الآن بتحليل البيانات وتحديد معايير ما يعكس الشيخوخة "الصحية" و"الضعيفة".
فوز كبير
قال الدكتور دان هندرسون، طبيب الرعاية الأولية في مستشفى بريغهام أند وومنز وأستاذ الطب في كلية الطب بجامعة هارفارد والذي لم يشارك في الدراسة: "إن نجاحه مع بيانات "BrainLat" يُعدّ فوزًا كبيرًا للباحثين لأنه يدعم إمكانية تعميم النموذج"، مضيفًا أنه "لا يزال من المفيد دراسة مجموعات بيانات أخرى قد تختلف فيها العوامل الوراثية وغيرها اختلافًا جوهريًا".
وقال هندرسون إنه يرى إمكانية استخدام قاعدة بيانات دنيدن للتقييمات السريرية في نهاية المطاف بدلًا من التدابير الصحية التقليدية لتحسين التدخلات الطبية لكل مريض على حدة. كما يرى ويتمان آثارًا واسعة النطاق على البحث. وبافتراض اعتمادها للاستخدام من قبل الأطباء، يعتقد أنها قد تساعد المرضى على الاستعداد للشيخوخة. إن المشاكل الصحية المُتوقعة قبل ظهورها.
تشخيص قبل ظهور الأعراض
صرح ويتمان قائلًا: "لقد أذهلنا حقًا قدرة أداتنا على التنبؤ بخطر الإصابة بالمرض قبل ظهور الأعراض"، معربًا عن اعتقاده بأنه "مثال رائع على أهمية دراسة الشيخوخة بشكل عام، وخاصةً لدى الأشخاص الأصغر سنًا والأصحاء. فإذا اقتصرت دراسة الأشخاص على فترة ما بعد المرض، فستُفوّت الكثير من الحقائق".