AI může posoudit zralost mozku kojenců během několika minut

Algoritmy strojového učení mohou nyní odhadnout „věk mozku“ kojenců s bezprecedentní přesností analýzou elektrických mozkových signálů zaznamenaných pomocí elektroencefalografie (EEG).

Tým vedený Sarah Lippé na oddělení psychologie Université de Montréal vyvinul metodu, která může během několika minut určit, zda je vývoj mozku dítěte pokročilý, zpožděn nebo v souladu s jejich chronologickým věkem.

Tento průlom slibuje, že umožní včasné screening a personalizované sledování vývojových poruch u kojenců.

„První roky života jsou rozhodující pro vývoj mozku,“ vysvětlil Lippé. „To je, když změny na všech úrovních struktury a funkce mozku položí základ pro stále složitější zpracování informací.“

Tato skutečnost zdůrazňuje důležitost spolehlivých nástrojů pro hodnocení zrání mozku a včasné identifikaci dětí ohrožených Neurodevelopmentální poruchynapříklad zpoždění jazyků, porucha pozornosti a autismus.

Podle Lippé může včasná intervence a pečlivá monitorování výrazně zlepšit dlouhodobé výsledky.

272 Studovalo děti

Studie zkoumala 272 dětí, z nichž 53 mělo makrocefály, stav charakterizovaný neobvykle velkou hlavou a spojený s atypickým vývojem mozku.

Pod dohledem Lippé Ph.D. Student Saeideh Dadoudi porovnával dvě metody pro analýzu EEG dětí: konvenční strojové učení a román hluboké učení.

Pro trénování konvenčního modelu strojového učení extrahoval Daudi klíčové vlastnosti z EEG, včetně složitosti signálu a intenzity aktivity mozkové vlny v rozsahu frekvence delty, theta a alfa.

Pro nový model hlubokého učení krmil Dadoudi surová data EEG přímo do modelu, který automaticky analyzoval data pro vzory.

Výsledky, Publikováno V květnu 2025 v časopise Neuroimageukázali, že nový model hlubokého učení se fungoval nejlépe.

„Z pouhých několika minut signálu EEG jsme byli schopni odhadnout věk dítěte s průměrnou chybou méně než 30 dní,“ uvedl Lippé. „Jedná se o mocný nástroj pro detekci zpoždění a zrychlení při zrání mozku.“

Studie zdůrazňuje, jak jsou vlny mozku klíčovým znakem věku mozku. Například Alpha Waves (6–9 Hertz), které jsou spojeny s pozorností a relaxací, jsou výraznější, jak se dítě vyvíjí, což odráží jeho rostoucí integraci kognitivních funkcí.

Naopak, delta vlny (0,5–2,5 hertz), které jsou charakteristické pro hluboký spánekPřevládají u dětí, ale stávají se méně častými, jak mozek zraje.

Může detekovat anomálie

Kromě odhadu věku mozku může tento neinvazivní nástroj detekovat anomálie v tempu neurodevelopment. Studie například zjistila, že děti s makrocefalí vykazovaly zpoždění při zrání mozku ve srovnání s těmi bez stavu.

Rovněž se ukázalo, že věk mozku koreloval s měřeními behaviorální a kognitivní funkce, jak bylo hodnoceno testy adaptivního chování a rychlosti zpracování informací.

Podle Lippé tato zjištění připravují cestu pro nové klinické aplikace.

„Odhadovaný věk mozku by nám mohl pomoci identifikovat děti ohrožené vývojovými poruchami, než se objeví příznaky chování,“ řekla. „Mohlo by to být také použito ke sledování účinnosti terapeutických zásahů poskytnutím objektivního ukazatele toho, jak Vývoj mozku postupuje. “