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Nature Medicine | 脑龄预测模型:如何利用EEG和fMRI发现大脑老化背后的社会因素

生物探索  · 公众号  · 生物  · 2024-08-28 16:35

主要观点总结

该研究利用功能磁共振成像(fMRI)和脑电图(EEG)两种脑影像技术,通过深度学习模型评估了全球南方(特别是拉美与加勒比地区,LAC)和非LAC地区的个体大脑健康状况和衰老进程。研究发现LAC地区的个体通常显示出更大的脑龄差距,特别是在女性群体中。研究还揭示了社会经济不平等、空气污染和健康差异等宏观社会因素在预测脑龄差距中的重要作用。不同数据集下的深度学习模型表现以及性别差异的影响也被详细探讨。文章还强调了未来研究应进一步探索性别、地理和社会经济不平等对大脑健康的长期影响,并将这些发现应用于个性化医学和全球大脑健康评估。

关键观点总结

关键观点1: 研究背景

随着全球人口老龄化的加剧,评估个体大脑的健康状况和衰老速度成为重要研究领域。脑影像技术的‘脑龄差异’模型逐渐成为量化大脑健康状况和衰老进程的有力工具。

关键观点2: 主要发现

首次将脑龄差异模型应用于LAC和非LAC两个地理区域的大规模人群数据,发现LAC地区的个体通常显示出更大的脑龄差距,特别是在女性群体中。研究还揭示了社会经济不平等、空气污染等宏观社会因素在预测脑龄差距中的重要作用。

关键观点3: 研究方法

研究使用了功能磁共振成像(fMRI)和脑电图(EEG)两种脑影像技术,通过深度学习(deep learning)方法建立了预测脑龄差异的模型,并探索了地理、性别、社会经济不平等等多种因素对脑龄差异的影响。

关键观点4: 深度学习模型的表现

研究评估了深度学习模型在fMRI和EEG数据中的表现,揭示了模型在预测脑龄差异方面的良好效果。同时,也探讨了跨区域训练和测试的误差以及性别差异对模型表现的影响。

关键观点5: 性别差异的影响

研究发现,在LAC地区,女性的脑龄差距比男性更大,这一差异可能与性别不平等、社会经济状况和环境因素相关。

关键观点6: 宏观社会因素的影响

研究分析了社会经济不平等、空气污染等宏观社会因素对脑龄差距的影响,发现这些因素在LAC地区尤为显著。

关键观点7: 研究意义

该研究为理解和干预大脑老化提供了一个全新的框架,并强调了在资源有限的地区使用成本较低的技术进行个体化的大脑健康评估的潜力。


文章预览

引言 随着全球人口老龄化的加剧,研究如何评估个体大脑的健康状况和衰老速度成为了重要的研究领域 。近年来,基于脑影像技术的“脑龄差异”模型(brain-age gap models)逐渐成为量化大脑健康状况和衰老进程的有力工具。该模型 通过比较个体的实际年龄(chronological age)和其通过大脑影像预测的脑龄(brain age)来评估大脑的健康状态 。如果一个人的脑龄比其实际年龄更大,意味着该个体可能存在加速的大脑衰老现象,这可能与认知功能下降、痴呆(dementia)等神经退行性疾病相关。 然而,大多数关于脑龄差异的研究集中在发达国家,特别是全球北方的高收入国家,忽视了全球南方(如拉美与加勒比地区,LAC)的低收入和中等收入国家的人群。 这些地区的个体不仅在遗传多样性上与全球北方国家的人群存在差异,而且还面临严重的社会经济不平 ………………………………

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