Особенности строения мозга, связанные с массой тела, могут точнее обычного индекса массы тела указывать на сердечно-сосудистые, обменные и респираторные заболевания. К такому выводу пришли специалисты исследовательского центра компании IBM совместно с американскими медицинскими учреждениями. Результаты работы опубликованы в журнале npj Digital Medicine.
Для исследования ученые использовали снимки магнитно-резонансной томографии мозга, собранные в шести независимых группах участников. На их основе нейросеть обучили рассчитывать индекс массы тела только по характеристикам изображений мозга. Обычно этот показатель получают по росту и весу, однако он не различает жировую и мышечную ткань, поэтому одинаковое значение может соответствовать людям с разным составом тела.
В пределах каждой группы модель достаточно точно определяла индекс массы тела. При проверке на данных других групп результат оказался хуже, что указывает на ограниченную переносимость метода между разными выборками и условиями проведения сканирования. Повторные обследования, выполненные в среднем через 2,3 года, показали, что нейросеть способна отслеживать изменения показателя во времени.
Лучше всего система фиксировала увеличение массы тела, особенно у участников с ожирением. Затем исследователи сопоставили выявленные мозговые признаки с заболеваниями, не относящимися непосредственно к нервной системе. Оказалось, что некоторые из них точнее самого индекса массы тела различали людей с болезнями сердца, нарушениями обмена веществ и респираторными заболеваниями.
Наибольшую роль для работы модели сыграли сигналы белого вещества в мозжечке, мозолистом теле и стволе мозга. Анализ только этих участков позволял выявлять отдельные состояния примерно с такой же эффективностью, как обработка снимка всего мозга. Ученые предполагают, что обнаруженные особенности могут отражать общие процессы, связывающие обмен веществ, сосудистое состояние и структуру мозга.
При этом результаты не означают, что обычная магнитно-резонансная томография уже позволяет надежно диагностировать болезни сердца или легких. Метод проверяли главным образом на ранее собранных наборах данных, а при использовании независимых групп его точность заметно снижалась. Кроме того, выявленные связи не доказывают, что изменения мозга вызывают заболевания или возникают непосредственно из-за них, поэтому систему пока нельзя применять как самостоятельный диагностический тест.