AI có thể dự đoán chính xác tuổi sinh học

Những tiến bộ trong AI có thể làm thay đổi cách chăm sóc sức khỏe.

Sử dụng trí tuệ nhân tạo (AI) và con đường chuyển hóa steroid, mô hình của các nhà khoa học tại Đại học Osaka - Nhật Bản đã cung cấp cái nhìn sâu hơn về quá trình lão hóa, sự khác biệt của con người. Kết quả nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí Science Advances.

Hormone là chỉ số lão hóa

Lão hóa chịu ảnh hưởng của sự kết hợp phức tạp giữa yếu tố di truyền, lối sống và môi trường. Các phương pháp truyền thống dùng để ước tính tuổi sinh học dựa vào các dấu ấn sinh học rộng như mức độ metyl hóa DNA hoặc protein. Tuy nhiên, những cách tiếp cận này thường bỏ qua các tương tác nội tiết tố phức tạp giúp cơ thể cân bằng.

“Cơ thể chúng ta dựa vào hormone để duy trì cân bằng nội môi, vì vậy chúng tôi nghĩ, tại sao không sử dụng chúng làm chỉ số chính của quá trình lão hóa?”, TS Qiuyi Wang - đồng tác giả của nghiên cứu cho biết và thông tin thêm, các nhà nghiên cứu tập trung vào các hormone steroid, có tác dụng điều chỉnh quá trình trao đổi chất, phản ứng miễn dịch và mức độ căng thẳng.

Nhóm nghiên cứu đã phát triển một mô hình mạng nơ-ron sâu (DNN) kết hợp các con đường chuyển hóa steroid. Hệ thống do AI điều khiển này kiểm tra cách các hormone steroid tương tác chứ không chỉ mức độ riêng lẻ của chúng.

TS Zi Wang - một tác giả của công trình, giải thích: “Phương pháp của chúng tôi giúp giảm nhiễu do sự khác biệt về mức độ steroid riêng lẻ gây ra và cho phép tập trung vào các mô hình có ý nghĩa”.

Mô hình được đào tạo bằng cách sử dụng các mẫu máu từ hàng trăm cá nhân. Những phát hiện cho thấy sự khác biệt về độ tuổi sinh học tăng lên khi mọi người già đi, giống như một con sông rộng ra khi chảy xuôi dòng.

Đánh giá sức khỏe chính xác

Phương pháp của các nhà nghiên cứu chỉ cần 5 giọt máu. Từ mẫu này, họ phân tích 22 loại steroid chính và các tương tác của chúng để ước tính độ tuổi sinh học với độ chính xác cao hơn. Sự tiến bộ trong công nghệ này mở ra cánh cửa cho việc phát hiện sớm các rủi ro sức khỏe liên quan đến tuổi tác và các biện pháp can thiệp được cá nhân hóa để làm chậm quá trình lão hóa.

Một trong những khám phá quan trọng nhất trong nghiên cứu liên quan đến cortisol, một loại hormone liên quan đến căng thẳng. Nhóm nghiên cứu phát hiện ra rằng khi nồng độ cortisol tăng gấp 2, tuổi sinh học tăng khoảng 1,5 lần.

“Căng thẳng thường được thảo luận theo nghĩa chung chung, nhưng những phát hiện của chúng tôi cung cấp bằng chứng cụ thể rằng nó có tác động có thể đo lường được đến quá trình lão hóa sinh học”, GS Toshifumi Takao - đồng tác giả và là chuyên gia về hóa học phân tích và khối phổ, cho biết.

Khám phá này củng cố tầm quan trọng của việc quản lý căng thẳng trong hoạt động duy trì sức khỏe lâu dài. Căng thẳng mãn tính có thể đẩy nhanh quá trình lão hóa ở cấp độ sinh hóa, khiến việc ưu tiên sức khỏe tinh thần cùng với sức khỏe thể chất trở nên cần thiết.

Minh họa/INT

Ứng dụng và tiềm năng trong tương lai

Các nhà khoa học tin rằng, mô hình tuổi sinh học do AI hỗ trợ của họ có thể thay đổi cách mọi người hiểu và quản lý sức khỏe của mình. Thay vì dựa vào các hướng dẫn chung, công cụ này có thể cho phép bác sĩ đưa ra lời khuyên phù hợp với cơ thể và quá trình lão hóa của từng người.

Bằng cách phân tích các tương tác hormone, mô hình sẽ phát hiện bệnh trước khi các triệu chứng xuất hiện, từ đó việc điều trị sớm trở nên khả thi. Công nghệ này cũng có thể hỗ trợ thiết kế các chương trình chăm sóc sức khỏe phù hợp với nhu cầu của từng cá nhân, giúp mọi người lựa chọn chế độ ăn uống, bài tập và thay đổi lối sống tốt nhất để làm chậm quá trình lão hóa.

Trong tương lai, công nghệ này có thể giúp theo dõi tốc độ lão hóa dễ dàng hơn và điều chỉnh các chiến lược chăm sóc sức khỏe phù hợp.

Mặc dù những gì đạt được là một bước tiến lớn, nhưng các nhà nghiên cứu thừa nhận rằng lão hóa sinh học rất phức tạp.

“Đây chỉ là khởi đầu. Bằng cách mở rộng tập dữ liệu của chúng tôi và kết hợp các dấu hiệu sinh học bổ sung, nhóm hy vọng sẽ tinh chỉnh mô hình này hơn nữa và mở khóa những hiểu biết sâu sắc hơn về các cơ chế lão hóa”, TS Wang cho biết và chia sẻ, những tiến bộ trong AI và nghiên cứu y sinh tiếp tục đưa chúng ta đến gần hơn với việc hiểu quá trình lão hóa ở cấp độ sâu hơn.

Khả năng đánh giá tốc độ lão hóa của một người bằng xét nghiệm máu đơn giản có thể hoàn toàn thay đổi chăm sóc sức khỏe phòng ngừa trong những năm tới.

Bài kiểm tra tuổi sinh học AI cũng chỉ ra sự khác biệt sinh học giữa nam và nữ. Hormone estrogen có ảnh hưởng lớn hơn ở phụ nữ, trong khi hormone androgen đóng vai trò quan trọng hơn ở nam giới. Đặc biệt, mô hình còn phát hiện tác động của lối sống, như việc hút thuốc, cho thấy tuổi sinh học giảm đáng kể ở những người đàn ông hút thuốc.