ستساعدك المقالة التالية: يستخدم بحث الذكاء الاصطناعي الجديد من Google التعلم العميق على صور شبكية العين لإنشاء متنبئ بالعمر
التغيرات الفسيولوجية والجزيئية المرتبطة بالتقدم في السن تزيد من احتمالات إصابة الشخص بالمرض والموت. يمكن للباحثين إيجاد طرق لتقليل انتشار وشدة الأمراض عن طريق قياس وتقدير العلامات البيولوجية للشيخوخة. للتمييز بين العمر البيولوجي للشخص والعمر الزمني ، ابتكر العلماء “ساعات الشيخوخة” التي تستخدم المؤشرات الحيوية مثل بروتينات الدم أو مثيلة الحمض النووي لتقدير العمر البيولوجي للشخص. يمكن لساعات الشيخوخة هذه تقدير خطر الإصابة بأمراض مرتبطة بالعمر. ومع ذلك ، نظرًا للحاجة إلى عينة دم ، فإن الطرق الأخرى لتحديد موقع القياسات المكافئة قد تجعل بيانات الشيخوخة أكثر سهولة.
يُظهر بحث حديث نُشر تحت عنوان “تصوير قاع العين الطولي وتحليل الارتباط على مستوى الجينوم الخاص به دليلًا على وجود ساعة شيخوخة في شبكية العين البشرية” أن نماذج التعلم العميق يمكن أن تقدر بشكل موثوق العمر البيولوجي للشخص من صورة شبكية وتوفر رؤى جديدة في التنبؤ بالعمر- الأمراض ذات الصلة. يقوم الباحثون أيضًا بإتاحة الكود المصدري المحدث لهذه النماذج استنادًا إلى أطر ML التي تم الكشف عنها مسبقًا لمعالجة صور شبكية العين.
تقدير العمر باستخدام صور الشبكية
تم استخدام صور شبكية مجهولة الهوية بقيمة العديد من عيادات الرعاية الأولية لتدريب نموذج للتنبؤ بالعمر الزمني للمشاركين في برنامج الوقاية من العمى القائم على التطبيب عن بعد. تم قياس أداء النموذج الناتج مقابل مجموعة بيانات مخفية من 50000 صورة شبكية ومجموعة البيانات الرئيسية لبنك UKBiobank التي تضم حوالي 120.000 صورة. بالنظر إلى لقب EyeAge ، تتوافق توقعات النموذج جيدًا مع الأعمار الزمنية للأشخاص.
لم يتم صنع ساعة دقيقة للشيخوخة على أساس صور شبكية العين من قبل.
مقارنة بين فرق العمر المتوقع والفعلي
على الرغم من أن عمر العين له ارتباط كبير بالعمر الزمني عبر العديد من العينات ، إلا أنه لا تزال هناك مواقف معينة عندما يتنبأ النموذج بعدد أصغر أو أكبر بكثير من العمر الزمني ، كما هو موضح في الشكل أعلاه. قد يشير هذا إلى أن النموذج يلتقط التفاصيل في صور شبكية العين التي تشير إلى العواقب البيولوجية في العالم الحقيقي ذات الصلة بالاضطرابات المرتبطة بالعمر.
التطبيقات
- هذا يسهل تحديد الجينات التي يمكن تغيير أنشطتها بالأدوية لتعزيز الشيخوخة الصحية واكتشاف مؤشرات الشيخوخة والاضطرابات المرتبطة بالعمر.
- قد يكون تأثير سلوكيات نمط الحياة والعلاجات مثل التمارين والطعام والأدوية على الشيخوخة البيولوجية مفهومة بشكل أفضل.
- يمكن استخدام ساعة EyeAge في قطاع المستحضرات الصيدلانية لقياس فاعلية تجديد الشباب والأدوية المضادة للشيخوخة.
- يمكن للباحثين التأكد من نجاح هذه العلاجات في تأخير أو عكس عملية الشيخوخة من خلال مراقبة التغيرات في شبكية العين بمرور الوقت.
تظهر النتائج أيضًا أنه لا يمكن مقارنة ساعة الشيخوخة القائمة على العلامات الحيوية للدم بساعة الشيخوخة القائمة على شبكية العين المستخدمة من قبل eyeAge. يمكن استخدام EyeAge للعلاجات البيولوجية والسلوكية القابلة للتنفيذ على عكس ساعات الشيخوخة التقليدية لأن التصوير أقل تدخلاً من اختبار الدم. عندما يقترن بمؤشرات أخرى ، فإنه يعطي معرفة كاملة بالعمر البيولوجي للفرد ويسمح للباحثين بفحص الشيخوخة من منظور جديد.
تم استخدام ساعات الشيخوخة التنبؤية لمعرفة المزيد عن العمر البيولوجي ، والذي يختلف عن العمر الزمني للشخص. ومع ذلك ، فإن دقتها في فترات أقصر يمكن أن تكون أفضل بكثير. في هذه الدراسة ، استخدم الباحثون صور قاع العين من مجموعة بيانات EyePACS لتدريب نماذج التعلم العميق لتقدير أعمار الناس. مقارنةً بساعات الشيخوخة البديلة ، تنبأ تشيخ الشبكية “EyeAge” بالعمر الزمني بشكل أكثر دقة (يعني الخطأ المطلق 2.86 و 3.30 سنة في البيانات التي تمت تصفيتها بجودة عالية من EyePACS و UK Biobank ، على التوالي).
عند التحكم في العمر الظاهري ، ظلت نسبة الخطر لجميع أسباب الوفيات في عمر العين عند 1.026 ، مما يدل على استقلالها عن التقييمات القائمة على علامات الدم للعمر البيولوجي. دعمت نتائج GWAS المتعددة في عينة البنك الحيوي في المملكة المتحدة تفرد eyeAge بين الأفراد. ساعدت ضربة ألك في الذباب في تحديد موضع GWAS العلوي من خلال عكس التدهور المرتبط بالعمر في بصر الذباب. يوضح هذا البحث الوعد بساعة شيخوخة الشبكية كأداة للبحث في الشيخوخة والاضطرابات المرتبطة بالعمر والقياس الكمي للشيخوخة على نطاقات زمنية قصيرة للغاية ، مما يمهد الطريق لتقييم سريع وقابل للتنفيذ للأدوية الواقية من الجرو.
