Inteligência Artificial mostra que cérebros com Alzheimer mudam anos antes que os sintomas surjam

A Inteligência Artificial (IA) pode identificar as mudanças no cérebro de pessoas que provavelmente terão a doença de Alzheimer quase uma década antes que os médicos possam diagnosticar a doença apenas com os sintomas.

A técnica utilizada para detecção e realização do diagnóstico utiliza varreduras não-invasivas através de ressonância magnética para identificar as alterações em algumas regiões do cérebro e em suas ligações.

O Alzheimer é uma doença neurodegenerativa, que é a principal causa de demência em idosos, levando-os a perda gradual de memória e funções cognitivas. A corrida é contra o tempo, para diagnosticar a doença o mais cedo possível.

Embora não haja cura, é provável que as drogas que estão em desenvolvimento funcionem melhor em pacientes que começarem o tratamento o quanto antes. Um diagnóstico precoce também permite que as pessoas comecem a fazer mudanças no estilo de vida para ajudar a diminuir a progressão da doença.

Em um esforço para permitir um diagnóstico precoce e preciso, Nicola Amoroso, Marianna La Rocca e seus colegas na Universidade de Bari – Itália, desenvolveram um algoritmo de aprendizagem mecânica para discernir mudanças estruturais no cérebro causadas pela doença de Alzheimer.

Primeiro, eles treinaram o algoritmo usando 67 exames de ressonância magnética, 38 dos quais eram de pessoas que tinham Alzheimer e 29 de pessoas saudáveis. Os exames vieram do banco de dados da Iniciativa de neuroimagem da Doença de Alzheimer, na Universidade do Sul da Califórnia, em Los Angeles.

Discernimento inteligente

A ideia era ensinar o algoritmo para classificar e discriminar corretamente as imagens entre cérebros doentes e saudáveis. Os pesquisadores dividiram cada varredura do cérebro em pequenas regiões e analisaram a conectividade neural entre eles, sem fazer quaisquer suposições sobre o tamanho ideal dessas regiões para o diagnóstico.

Eles descobriram que o algoritmo fez a classificação mais precisa da doença de Alzheimer. As regiões cerebrais mapeadas e comparadas pela IA eram de cerca de 2250 a 3200 milímetros cúbicos. Isso foi intrigante, diz La Rocca, uma vez que isso é semelhante ao tamanho das estruturas anatômicas ligadas à doença, como amígdala e hipocampo.

A equipe testou o algoritmo em um segundo conjunto de varreduras de 148 indivíduos. Destes, 52 eram saudáveis, 48 ​​tinham doença de Alzheimer.

A IA distinguiu entre um cérebro saudável e um com Alzheimer com uma precisão de 86%. Crucialmente, também poderia dizer qual era a diferença entre cérebros saudáveis ​​e aqueles comprometidos, com uma precisão de 84%.

Isso mostra que o algoritmo pode identificar mudanças no cérebro que levam ao Alzheimer quase uma década antes que os sintomas clínicos apareçam.

Os pesquisadores foram limitados pelas varreduras disponíveis no banco de dados, de modo que não foram capazes de testar se o algoritmo poderia prever o início da doença ainda antes.

Diagnóstico precoce

"Hoje em dia, as análises de imagem cerebral usando rastreadores radioativos são capazes de prever com relativa precisão quem tem alto risco de desenvolver a doença de Alzheimer 10 anos depois do exame", diz La Rocca. "No entanto, esses métodos são muito invasivos, caros e apenas disponíveis em centros altamente especializados".

Em contraste, a nova técnica pode distinguir com precisão semelhante entre os cérebros que são normais e os cérebros das pessoas com chances de desenvolver a doença de Alzheimer em aproximadamente uma década, utilizando uma técnica mais simples, mais barata e não invasiva.

Testes de sangue que buscam biomarcadores da Alzheimer podem ser ainda mais baratos e simples do que a nova técnica, mas ainda não estão no mercado. "Não há exames de sangue para a doença de Alzheimer", diz Goran Šimić, da Universidade de Zagreb, na Croácia. "Houve algumas tentativas, mas sem muito sucesso ainda".

Próximo passo

Patrick Hof, na Icahn School of Medicine no Mount Sinai, em Nova York, está intrigado com o novo teste. Ele diz que um método que poderia prever a doença uma década antes de ser totalmente desenvolvida seria "incrivelmente valioso" se tratamentos preventivos surgirem.

La Rocca diz que sua equipe agora pretende ampliar a técnica para ajudar com o diagnóstico precoce de outras condições neurodegenerativas, como a doença de Parkinson. "É um método muito versátil", diz ela.