大脑元素“指纹”新发现:AI读懂衰老密码,或能帮我们更早发现神经疾病

一项来自华盛顿特区的大型研究指出,我们大脑中元素的细微变化,就像独一无二的“指纹”,能被人工智能(AI)精准识别。这个“指纹”不仅能反映大脑衰老的不同阶段,还能像雷达一样,在疾病早期,尤其是炎症或阿尔茨海默症等神经退行性疾病发生时,发出独特信号。AI对这些大脑元素的解读,为未来更早、更准地诊断老年相关神经疾病提供了新思路,有望将个性化抗衰老和疾病干预提前实现。

随着年龄增长,人脑中的元素组成会逐渐发生变化。然而,这些“金属组”的变化作为神经系统疾病的诊断生物标志物,在过去并未得到充分探索。来自华盛顿特区的研究团队对此进行了一项大规模分析,首次系统化地标准化了涵盖1608名个体(包括健康老年人和14种神经系统疾病患者)的脑脊液和血清样本中的24种无机元素。这是迄今为止在神经金属组学领域规模最大的研究队列,其独特的非选择性、连续入组临床队列捕捉到了神经系统疾病表现的全面异质性。研究发现,衰老与独特的脑脊液元素特征相关,且这些变化独立于外周血的变化,主要反映了血脑屏障通透性的改变(与已建立的白蛋白比值测量值相关)。通过机器学习分析,研究人员识别出两种主要的神经元素失调模式:一种主要与炎症性疾病中被动屏障介导的渗漏一致,另一种主要指示神经退行性疾病中金属稳态的疾病内在扰动。不同年龄段的元素特征演变模式在不同病理过程中也有所不同。将元素特征与常规临床参数相结合,通过集成学习方法显著提高了所有测试神经疾病类别的诊断准确性。这些发现确立了脑金属组学作为一个新兴领域,人工智能在此领域能够揭示神经衰老中复杂的多元素相互作用,为年龄相关的神经系统疾病的精准医学开辟了新途径。

📎 来源:Research (Washington, D.C.) | 查看原文

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