近日，一篇發(fā)表在國(guó)際雜志Communications Medicine上題為“A predictive model using the mesoscopic architecture of the living brain to detect Alzheimer's disease”的研究報(bào)告中，來(lái)自英國(guó)帝國(guó)理工學(xué)院等機(jī)構(gòu)的科學(xué)家們通過(guò)研究開發(fā)了一種新技術(shù)來(lái)診斷人類的阿爾茲海默病。研究者表示，他們能利用機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)來(lái)觀察大腦內(nèi)部的結(jié)構(gòu)特征，包括此前被認(rèn)為與阿爾茲海默病無(wú)關(guān)的大腦區(qū)域等。該技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于其簡(jiǎn)單性，以及其能在疾病早期階段識(shí)別疾病，而這一階段或許非常難以診斷。

圖片來(lái)源：https://www./articles/s43856-022-00133-4

盡管目前阿爾茲海默病并沒(méi)有有效的治愈手段，但在疾病早期階段快速識(shí)別疾病或能幫助患者有效治療，其或許能讓患者獲得幫助和支持，并得到有效的療法來(lái)控制其疾病癥狀；能在早期階段準(zhǔn)確識(shí)別患者或許能幫助研究人員理解誘發(fā)疾病的大腦改變，并支持開發(fā)新型療法及臨床試驗(yàn)等。

阿爾茲海默病是一種最常見的癡呆癥形式，其在英國(guó)影響著50多萬(wàn)人的健康，盡管大部分阿爾茲海默病患者都是在65歲以上被確診的，但該年齡以下的患者也會(huì)發(fā)病，癡呆癥患者最經(jīng)常出現(xiàn)的癥狀是記憶喪失和思維困難、解決問(wèn)題以及語(yǔ)言障礙等。臨床醫(yī)生目前能利用一系列測(cè)試來(lái)診斷阿爾茲海默病，包括記憶、認(rèn)知測(cè)試和大腦掃描，這種掃描能被用來(lái)檢查大腦中的蛋白質(zhì)積累和海馬體的萎縮，海馬體是大腦中與記憶相關(guān)的區(qū)域，所有這些測(cè)試可能需要數(shù)周時(shí)間。

研究人員所開發(fā)的新方法只需要其中之一的步驟，即在標(biāo)準(zhǔn)的1.5特斯拉機(jī)器上進(jìn)行MRI大腦掃描，這種機(jī)器在大多數(shù)醫(yī)院都能找到；隨后研究人員改編了一種用于癌癥腫瘤分類的算法，并將其應(yīng)用于大腦中，他們將大腦分為115個(gè)區(qū)域并分配了660個(gè)不同的特征，比如尺寸、形狀和質(zhì)地紋理等，旨在評(píng)估每個(gè)區(qū)域，隨后他們訓(xùn)練算法來(lái)識(shí)別這些特征的變化在哪里能幫助準(zhǔn)確預(yù)測(cè)阿爾茲海默病的存在。

利用來(lái)自阿爾茲海默病神經(jīng)成像研究計(jì)劃中的數(shù)據(jù)，研究人員對(duì)超過(guò)400名早期和晚期阿爾茲海默病患者、健康對(duì)照個(gè)體以及患其它神經(jīng)性疾病的患者（包括帕金森疾病和額顳葉癡呆癥患者）的大腦掃描結(jié)果中檢測(cè)了這種方法，同時(shí)還利用帝國(guó)理工學(xué)院保健NHS信托基金會(huì)的80名接受阿爾茲海默病測(cè)試的患者的數(shù)據(jù)進(jìn)行了測(cè)試。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在98%的病例中，僅基于MRI的機(jī)器學(xué)習(xí)系統(tǒng)就能準(zhǔn)確預(yù)測(cè)患者是否患有阿爾茲海默病，同時(shí)還能在79%的患者中以相當(dāng)高的準(zhǔn)確率幫助有效區(qū)分早期和晚期阿爾茲海默病患者。

研究者Eric Aboagye說(shuō)道，目前并沒(méi)有其他簡(jiǎn)單和廣泛的手段來(lái)以較高的準(zhǔn)確率預(yù)測(cè)阿爾茲海默病，因此我們的研究或許將這一研究領(lǐng)域向前推進(jìn)了一步，很多到記憶診所就診的阿爾茲海默病患者也存在其它神經(jīng)系統(tǒng)疾病，但即使在這一群體中，研究人員所開發(fā)的系統(tǒng)也能將那些患有阿爾茲海默病的患者從未患病的患者中挑選出來(lái)。

等待確診對(duì)于患者及其家庭而言都是一種可怕的經(jīng)歷，如果能夠減少患者必須等待的時(shí)間，使得診斷成為一種更為簡(jiǎn)單的過(guò)程，并減少一些不確定性，這或許會(huì)有很大的幫助；研究人員所開發(fā)的新方法還能為進(jìn)行新型藥物療法和生活方式改變的臨床試驗(yàn)識(shí)別出早期疾病患者，這是在目前科學(xué)家們很難做到的。這種新系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)了此前與阿爾茲海默病發(fā)病并不相關(guān)的大腦區(qū)域的改變，包括小腦（協(xié)調(diào)和調(diào)節(jié)機(jī)體物理運(yùn)動(dòng)的大腦部分）和腹側(cè)中腦（其與機(jī)體感覺(jué)、視覺(jué)和聽覺(jué)有關(guān)），這或許就為研究這些領(lǐng)域以及與阿爾茲海默病的關(guān)聯(lián)開辟了潛在的新型途徑。

最后研究者表示，盡管神經(jīng)放射學(xué)家能夠解析MRI掃描結(jié)果來(lái)幫助診斷阿爾茲海默病，但掃描中存在的一些特征或許是不可見的，甚至對(duì)于專家而言也是如此；使用一種算法來(lái)選擇被阿爾茲海默病影響的大腦中的紋理質(zhì)地和微妙結(jié)構(gòu)特征，或許就能真正增強(qiáng)研究人員從標(biāo)準(zhǔn)的成像技術(shù)中獲取一定的信息。（生物谷Bioon.com）

原始出處：

Inglese, M., Patel, N., Linton-Reid, K. et al. A predictive model using the mesoscopic architecture of the living brain to detect Alzheimer’s disease. Commun Med 2, 70 (2022). doi：10.1038/s43856-022-00133-4