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从眼睛里,竟能读出死亡的预兆?

发布时间:2022-03-01   来源:网络整理    
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一个人的实际年龄(chronological age),是从出生之日开始计算。


不过,出生的时间一样久,并不代表身体一样老。有些人40岁,身体机能可以和20多岁的普通人媲美,也有些人40岁,各个脏器运转起来就像普通人60岁左右的状态。


假如抛开实际年龄,人体的衰老程度还可以通过其他的途径来观察。比如,基因组里DNA甲基化的水平总体下降,就是机体老化的一种表现。于是,人们常常把DNA甲基化程度当成一座“衰老时钟”。


而现在,眼睛也可以成为观察衰老进程的窗口,甚至能用来评估死亡风险最近有科学家发现,视网膜年龄比实际年龄更老的人,在近几年内过世的概率比其他人要大。研究团队把这项成果发表在《英国眼科杂志》(British Journal of Ophthalmology)。


不过,科学家要怎样判断一个人的视网膜有多老呢?

AI能看出视网膜的年纪


当一个人慢慢变老,体内各种器官的运行状态会有变化,从生机勃勃到年久失修,眼睛也不例外。如果分析眼底图像或许就能发现,不同年龄的人,视网膜的面貌也有不同。


抱着这样的想法,来自广东省医学科学院、墨尔本大学等机构的科学家们,开发了一种深度学习AI,想让它根据眼底图像中视网膜的样子,来预测主人的年纪。


为此,研究团队从英国生物样本库(UK Biobank)里找来了19 200张眼底图。这些图片来自11 052人,他们的年龄从40岁到69岁不等,但有个共同点:在图像拍摄前都没有既往病史。科学家希望,AI能在健康状况良好的人群中,学习到视网膜随着年龄增长是怎样变化的。

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AI根据眼底图和图片主人的实际年龄,来学习预测

在这一万多张眼底图当中,大部分图片要作为训练数据投喂给AI,且标注了实际年龄,供AI摸索其中的规律。等训练完成后,剩下的图片会作为验证数据(相当于考题)输入给AI,不标注实际年龄,让AI根据图片来预测年龄。


团队发现,AI预测的结果和图片主人的实际年龄十分接近,误差不超过3.55年。这不仅代表AI训练有效,还意味着图像里包含的视网膜信息,能在很大程度上反映出人类的实际年龄。也就是说,健康人的视网膜年龄,跟实际年龄比较吻合。


当然,学习这些健康人的数据,只是为了做成“标尺”,来衡量其他人的情况。而科学家更关心那些身体不太健康的人,尤其是视网膜年龄比实际年龄更老的人。





死亡风险知多少


训练完毕也验收合格的AI,要去观察更多人的眼底图,给出年龄预测。这次的图像依然是来自英国生物样本库,但不用再筛选出健康的人,而是有无病史都入选。科学家收集了35 913人的眼底图,也清楚这些人在图片拍摄时的年纪,以及他们在拍摄完成后11年里的健康状况(包括生死)。


团队把这些眼底图交给AI去预测,再拿AI预测的视网膜年龄减去实际年龄,得出年龄差。结果发现,这个差值越大,图片主人在图片拍摄后11年里去世的概率也越高。


具体看来,视网膜年龄与实际年龄的差值每扩大一年,图片主人在11年观察期内的死亡概率会增加2%或者说,视网膜年龄比实际年龄老得越多,死亡概率越高,存活机会越小。其中,视网膜比实际年龄老3岁以上的人,被科学家称作“快速衰老者”(fast ager)。


被调查的三万多人里,一共有1871人在观察期内过世。其中,321人(17.2%)的死因可以归结于心血管疾病,1018人(54.4%)是癌症,余下532人(28.4%)是其他原因。而这些情况又可以分开讨论。


如果抛开心血管疾病和癌症,只看其他部分,视网膜年龄与实际年龄的差值每扩大一年,死亡概率会升高3%。如果把这个差值按从小到大排列,那排名后25%的人,与排名前25%的人相比,“其他原因”的死亡概率要高出67%


图说天下

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