La enfermedad de Alzheimer es una forma de demencia que afecta a muchas personas en todo el mundo. Además, es la forma más común de demencia que representa entre el 60% y el 80% de los casos. La investigación sobre el cerebro ha avanzado en los últimos años y la tecnología de inteligencia artificial ha permitido desarrollar un punto de referencia mundial para medir la atrofia cerebral en enfermedades neurodegenerativas.
Científicos de la agencia científica nacional de Australia, CSIRO, en colaboración con la Universidad Tecnológica de Queensland, han utilizado inteligencia artificial para desarrollar un método de detección de la atrofia cerebral en la enfermedad de Alzheimer. La evaluación de los cambios en el grosor de la corteza cerebral se ha utilizado tradicionalmente a través de imágenes de resonancia magnética. Pero estos cambios son extremadamente pequeños y se encuentran en el rango submilimétrico, lo que hace que el método sea un desafío.
El poder de la IA en la investigación del cerebro
Las técnicas avanzadas de aprendizaje automático se utilizan de forma rutinaria en la investigación del cerebro para evaluar los cambios en el grosor cortical. Pero hasta ahora, la falta de un conjunto de datos de «verdad básica» clínicamente preciso significaba que no podíamos evaluar su sensibilidad para la detección de pequeños niveles de atrofia. La única forma de obtener una medida real del grosor cortical antes de este avance era estudiando el cerebro post-mortem. Pero los cerebros comienzan a encogerse inmediatamente después de la muerte, lo que da como resultado lecturas inexactas.
Filip Rusak, científico investigador del Centro de Investigación de Salud Electrónica de Australia de CSIRO, dijo que la atrofia cortical (adelgazamiento de la corteza cerebral) puede comenzar hasta diez años antes de que aparezcan los síntomas clínicos del Alzheimer. Por ello es necesario un método preciso para detectar estos signos en las imágenes del cerebro cuando comienzan a aparecer. Con el objetivo de que se puedan abordar más temprano que tarde.
La IA permite una detección más precisa de la atrofia cerebral en la demencia
Los investigadores utilizaron el poder del aprendizaje automático para producir un conjunto de imágenes de resonancia magnética artificial de cerebros con signos predefinidos de neurodegeneración en la región de la corteza, la capa externa del cerebro más afectada por el Alzheimer. La nueva técnica permite a los investigadores establecer la cantidad y la ubicación de la degeneración cerebral. Luego la comparan con métodos existentes y determinar cuál es el más efectivo en la detección de pequeños niveles de atrofia. Se puede probar la sensibilidad de los métodos a un nivel minúsculo y determinar si pueden detectar cambios de solo 0,01 milímetros en el grosor cortical. Además, la técnica puede ser aplicada a la investigación de cualquier enfermedad cerebral que involucre neurodegeneración, y no solo a la enfermedad de Alzheimer. Los hallazgos de la investigación han sido publicados en la revista Medical Image Analysis y ya han tenido un impacto internacional.
La enfermedad de Alzheimer es la forma más común de demencia y representa del 60% al 80% de los casos. La medición del progreso de la enfermedad se puede realizar a través de imágenes de resonancia magnética que muestran el adelgazamiento cortical. Sin embargo, este método es difícil debido a los cambios extremadamente pequeños en el grosor de la corteza cerebral. La inteligencia artificial combinada con la técnica de aprendizaje automático ha permitido el desarrollo de un punto de referencia mundial para medir la atrofia cerebral. Por lo tanto, marca un hito importante en la evaluación de los métodos de medición del espesor cortical.
Conclusión
En resumen, científicos desarrollaron un método de detección de la atrofia cerebral en la enfermedad de Alzheimer utilizando inteligencia artificial y técnicas avanzadas de aprendizaje automático. La técnica permite establecer la cantidad y la ubicación de la degeneración cerebral y compararla con métodos existentes para determinar su efectividad en la detección de pequeños niveles de atrofia. Este avance marca un hito importante en la evaluación de la enfermedad de Alzheimer y puede ser aplicado a cualquier enfermedad cerebral que involucre neurodegeneración.
Referencias:
Quantifiable brain atrophy synthesis for benchmarking of cortical thickness estimation methods: https://doi.org/10.1016/j.media.2022.102576
