AI phát hiện sớm nguy cơ sa sút trí tuệ bằng cách đọc sóng não người khi ngủ

AI phát hiện dấu hiệu sa sút trí tuệ từ sóng não khi ngủ

Những tín hiệu điện cực nhỏ phát ra từ não trong lúc ngủ có thể hé lộ nguy cơ sa sút trí tuệ nhiều năm trước khi trí nhớ bắt đầu suy giảm rõ rệt.

Một người 65 tuổi có thể sở hữu bộ não hoạt động giống người 75 tuổi và khoảng cách này có thể chứa đựng tín hiệu cảnh báo về sức khỏe nhận thức trong tương lai.

Các nhà khoa học tại Đại học California, San Francisco và Trung tâm Y khoa Beth Israel Deaconess (Mỹ) đã sử dụng trí tuệ nhân tạo (AI) để phân tích sóng não trong giấc ngủ, từ đó ước tính "tuổi thật" của não.

Kết quả nghiên cứu được công bố trên tạp chí JAMA Network Open.

Nhóm nghiên cứu tổng hợp dữ liệu của 7.105 người tham gia trong năm chương trình theo dõi sức khỏe dài hạn tại Mỹ. Những người này từ 40 đến 94 tuổi và chưa mắc sa sút trí tuệ khi được đo giấc ngủ.

Sau thời gian theo dõi kéo dài từ khoảng 3,5 đến gần 17 năm, có 1.082 người được ghi nhận mắc hoặc có khả năng mắc sa sút trí tuệ.

Trong một đêm ngủ, các điện cực đặt trên da đầu ghi lại hoạt động điện của não. Mô hình học máy sau đó phân tích 13 đặc điểm rất nhỏ trong điện não đồ, gồm các dạng sóng liên quan đến giấc ngủ sâu, khả năng củng cố ký ức và cách não phản ứng với các kích thích.

Từ những dữ liệu này, AI ước tính "tuổi não" rồi so sánh với tuổi thực tế của mỗi người. Chẳng hạn, một người 60 tuổi nhưng có sóng não giống người 70 tuổi sẽ được xem là có tuổi não cao hơn 10 năm.

Não 'già' hơn 10 năm, nguy cơ sa sút trí tuệ tăng 39%

Kết quả cho thấy cứ mỗi 10 năm tuổi não cao hơn tuổi thực tế, nguy cơ xuất hiện sa sút trí tuệ trong thời gian theo dõi tăng khoảng 39%.

Ngược lại, những người có bộ não được AI đánh giá trẻ hơn tuổi thật có nguy cơ thấp hơn.

Tuy nhiên, các nhà khoa học lưu ý đây là mức tăng nguy cơ tương đối, không đồng nghĩa người có não "già hơn" 10 năm sẽ có 39% khả năng mắc bệnh.

Khi tính thêm các yếu tố như tăng huyết áp, tiểu đường, đột quỵ, trầm cảm, khả năng nhận thức và chứng ngưng thở khi ngủ, mối liên hệ vẫn còn nhưng giảm xuống còn khoảng 31%.

Theo phó giáo sư Yue Leng - tác giả cao cấp của nghiên cứu, các chỉ số giấc ngủ thông thường như tổng thời gian ngủ, thời lượng từng giai đoạn hay số lần thức giấc chưa phản ánh đầy đủ hoạt động sinh lý phức tạp của não.

AI có thể phát hiện những thay đổi tinh vi hơn, như sóng delta ở giấc ngủ sâu, các đợt "thoi ngủ" giúp củng cố ký ức và những biến động điện não lớn liên quan đến khả năng duy trì giấc ngủ.

Chưa thể thay thế xét nghiệm chẩn đoán

Các công nghệ AI đã được ứng dụng để tăng hiệu quả nghiên cứu của hoạt động não - Ảnh: ITMO

Mối liên hệ giữa tuổi não cao và nguy cơ sa sút trí tuệ vẫn tồn tại ngay cả sau khi nhóm nghiên cứu điều chỉnh nhiều yếu tố như trình độ học vấn, hút thuốc, cân nặng, mức độ vận động, bệnh nền và nguy cơ di truyền.

Dù vậy, công cụ AI hiện chưa thể chẩn đoán một người chắc chắn sẽ mắc Alzheimer hay một dạng sa sút trí tuệ cụ thể.

Theo nhóm nghiên cứu, kết quả mới chỉ cho thấy mối liên hệ thống kê, chưa chứng minh sóng não "già hơn" là nguyên nhân gây bệnh hay là dấu hiệu sớm của quá trình thoái hóa thần kinh.

Nhóm tác giả cũng chưa đánh giá đầy đủ độ chính xác của AI nếu sử dụng như một xét nghiệm sàng lọc cho từng cá nhân.

Ngoài ra, dữ liệu nghiên cứu được thu bằng hệ thống đo giấc ngủ chuyên dụng trong phòng thí nghiệm, khác với đồng hồ hoặc vòng đeo thông minh đang phổ biến trên thị trường.

Dù vậy, các nhà khoa học cho rằng điện não đồ là phương pháp không xâm lấn và trong tương lai có thể được thu nhỏ để tích hợp vào các thiết bị đeo, mở ra khả năng phát hiện sớm nguy cơ sa sút trí tuệ ngay tại nhà.