Všetci poznáme niekoho, kto akoby vzdoroval starnutiu – ľudí, ktorí vyzerajú mladšie ako ich rovesníci, hoci majú rovnaký vek. Aké je ich tajomstvo? Vedci z univerzity v Osake (Japonsko) možno našli spôsob, ako tento rozdiel kvantifikovať. Zapojením metabolických dráh hormónov (steroidov) do modelu riadeného umelou inteligenciou vyvinuli nový systém, ktorý dokáže odhadnúť biologický vek človeka – mieru toho, ako jeho telo zostarlo, a nie len počítať roky od narodenia.
Táto nová metóda analyzuje 22 kľúčových steroidov a ich vzájomné pôsobenie len pomocou piatich kvapiek krvi, čím poskytuje presnejšie hodnotenie zdravotného stavu. Prelomová štúdia tímu, publikovaná v časopise Science Advances, ponúka potenciálny pokrok v personalizovanom manažmente zdravia, ktorý umožňuje skoršie odhalenie zdravotných rizík súvisiacich s vekom a zásahy šité na mieru.
Nový model poháňaný umelou inteligenciou umožňuje presnejšie určenie biologického veku
Starnutie nie je len o počte rokov, ktoré sme prežili – formuje ho genetika, životný štýl a environmentálne faktory. Tradičné metódy na odhad biologického veku sa spoliehajú na všeobecné biomarkery, ako je metylácia DNA alebo hladiny proteínov, ale tieto prístupy často prehliadajú zložité hormonálne siete, ktoré regulujú vnútornú rovnováhu tela. „Naše telo sa pri udržiavaní homeostázy spolieha na hormóny. Tak sme si povedali, prečo ich nepoužiť ako kľúčové ukazovatele starnutia?“ hovorí Dr. Qiuyi Wang, spoluautor štúdie. Na overenie tejto myšlienky sa výskumný tím zameral na steroidné hormóny, ktoré zohrávajú kľúčovú úlohu v metabolizme, imunitných funkciách a reakcii na stres.
Tím vyvinul model hlbokej neurónovej siete (DNN), ktorý zahŕňa metabolické dráhy steroidov, čím sa stal prvým modelom umelej inteligencie, ktorý explicitne zohľadňuje interakcie medzi rôznymi steroidnými molekulami. Namiesto skúmania absolútnych hladín steroidov – ktoré sa môžu u jednotlivých osôb výrazne líšiť – model skúma pomery steroidov, čo umožňuje personalizovanejšie a presnejšie určenie biologického veku.
„Náš prístup znižuje šum spôsobený individuálnymi rozdielmi v hladinách steroidov, čo umožňuje modelu zamerať sa na zmysluplné vzory,“ vysvetľuje Dr. Zi Wang, spoluautor a korešpondujúci autor tohto článku. Model bol vycvičený na vzorkách krvi od stoviek jednotlivcov a ukázal, že rozdiely v biologickom veku majú tendenciu sa s pribúdajúcim vekom zväčšovať – efekt, ktorý výskumníci prirovnávajú k rieke rozširujúcej sa po prúde.
Chronický stres a proces starnutia
Jedno z najvýraznejších zistení štúdie sa týka kortizolu, steroidného hormónu, ktorý sa často spája so stresom. Výskumníci zistili, že pri zdvojnásobení hladiny kortizolu sa biologický vek zvýšil približne 1,5-krát. To naznačuje, že chronický stres by mohol urýchliť proces starnutia na biochemickej úrovni, čo zdôrazňuje význam zvládania stresu pre dlhodobé udržanie zdravia. „O strese sa často hovorí všeobecne, ale naše výsledky poskytujú konkrétne dôkazy, že má merateľný vplyv na biologické starnutie,“ hovorí profesor Toshifumi Takao, jeden z autorov a odborník na analytickú chémiu a hmotnostnú spektrometriu.
Výskumníci sa domnievajú, že tento model biologického veku na báze umelej inteligencie by mohol otvoriť cestu k personalizovanejšiemu monitorovaniu zdravia. Budúce aplikácie by mohli zahŕňať včasnú detekciu chorôb, prispôsobené wellness programy a dokonca odporúčania pre životný štýl, ktorý spomaľuje starnutie.
Meranie a spomaľovanie biologického starnutia
Hoci štúdia predstavuje významný pokrok, tím uznáva, že biologické starnutie je komplexný proces, ktorý ovplyvňuje mnoho faktorov okrem hormónov. „Toto je len začiatok,“ hovorí Dr. Z. Wang. Výskumníci dúfajú, že rozšírením súboru údajov a zahrnutím ďalších biologických markerov sa im podarí model ďalej zdokonaliť a získať hlbší pohľad na mechanizmy starnutia. S pokračujúcim pokrokom v oblasti umelej inteligencie a biomedicínskeho výskumu sa sen o presnom meraní – a dokonca spomalení – biologického starnutia približuje. Zatiaľ by schopnosť určiť „rýchlosť starnutia“ pomocou jednoduchého krvného testu mohla byť prelomovým vývojom v oblasti preventívnej zdravotnej starostlivosti.
