Чтобы не выжить из ума: создан калькулятор для выявления когнитивных нарушений

Ученые Нижегородского государственного университета им. Лобачевского (ННГУ) запатентовали приложение, комплексно оценивающее биологический возраст мозга без сложного оборудования. Нейросеть ищет признаки нейродегенеративных заболеваний и раскладывает по полочкам, в каких областях у вас когнитивный дефицит.

В основе разработки лежит модель машинного обучения Cognitive-Age-V. Она интегрирует результаты пяти тестов, которые в комплексе анализируют ключевые когнитивные функции испытуемого: память, внимание, логическое мышление, скорость реакции и цветовосприятие. Тесты на цветоразличение и когнитивный контроль (например, в тесте Струпа нужно быстро прочитать названия цветов, написанные буквами другого цвета) оказались самыми значимыми для определения биологического возраста мозга. Снижение скорости реакции, ухудшение памяти и цветового зрения могут быть связаны не только со старением, но и с развитием деменции, последствиями диабета, депрессии, нарушения сна.

SHAP-алгоритм (см. справку) показывает, какие функции — скорость распознавания цвета, устойчивость внимания или моторная реакция — внесли основной вклад в ускоренное или замедленное старение у конкретного человека. Система дает не только общую оценку когнитивных функций, но и раскладывает ее на составляющие. А значит, показывает, где есть когнитивный дефицит.

«Например, выявлен дефицит краткосрочной памяти, внимания и скорости принятия решения, — поясняет руководитель исследования, директор Института биологии старения ННГУ Михаил Иванченко. — Соответственно, у специалиста появляются основания назначить более глубокие исследования, рекомендовать меры профилактики, когнитивные тренажеры. Что важно, система позволяет без дорогостоящего оборудования вроде магнитно-резонансного томографа оценить возрастное соответствие когнитивных функций. Попросту говоря, это дешевый и легко масштабируемый вариант проверки когнитивных способностей и возрастного соответствия».

Релиз калькулятора состоялся в мае 2024 года. Программа постоянно совершенствуется — появляется все больше клинических данных. Нынешняя версия построена на нейросети, обученной на тестах свыше 10 тыс. человек.

«Идеология основана на выявлении даже не рисков, а предрисков развития нейродегенеративных заболеваний, — подчеркивает Михаил Иванченко. — Если вдруг выявляются неблагоприятные тенденции, можно попробовать сменить образ жизни, пройти специализированные тренинги. Как в спортзале прокачивают отдельные группы мышц, так прокачивают и нейронные связи, но важно понимать, на чем сосредоточить усилия».

Благодаря дешевизне калькулятор ННГУ может стать универсальным инструментом массового скрининга. Система по карману даже небольшим клиникам, не требует специализированного оборудования и сложной подготовки врачебного персонала. Для желающих узнать свой когнитивный возраст есть онлайн-калькулятор на сайте ННГУ (с ремаркой «рассчитанное значение не является постановкой медицинского диагноза и представлено только для ознакомительных целей») и мобильное приложение для Android.

Федеральное медико-биологическое агентство (ФМБА) и «Росатом» включили калькулятор в практики медицины здорового долголетия. Первым внедрил разработку ННГУ в программу общей диспансеризации «Электрохимприбор». Обследования сотрудников комбината ведутся под патронатом ФМБА второй год.

«Для работодателя это, безусловно, важно. Легко представить — сотрудник формально здоров, а на самом деле у него не лучшее функциональное состояние. Это особенно важно в критически значимых отраслях, таких как атомная, — говорит Михаил Иванченко. — Запуская несложную терапевтическую систему предупреждения развития когнитивных нарушений, можно существенно отсрочить, а то и вовсе остановить их развитие. Ценные, опытные профессионалы смогут эффективно работать на 10–15 лет дольше. Да и для самих людей, их семей важно, что есть шанс существенно улучшить качество жизни в преклонном возрасте».

В планах разработчиков — включить калькулятор в инициативу зампредседателя правительства Татьяны Голиковой по созданию сети центров медицины здорового долголетия.

Когнитивные тренажеры

Для развития памяти, внимания, логики, скорости мышления и речи разработаны специализированные программы, онлайн-платформы и аппаратно-программные комплексы.

«Викиум» — российская платформа с персональными программами развития.

CogniFit — комплексная оценка и тренировка когнитивных способностей.

Mnemocon — развитие памяти.

NeuroNation — укрепление рабочей памяти.

Личный опыт

Калькулятор ННГУ посчитал, что я, автор этой статьи Андрей Соколов, когнитивно на год старше своих 55 лет. Правда, минимум две ошибки я сделал еще на старте. Во-первых, проигнорировал совет разработчиков и не надел очки. Посчитал, что зрение у меня всего минус один, монитор большой, цветопередача хорошая, — справлюсь и так. И во-вторых, лучше проходить исследование выспавшимся.

Четыре из пяти блоков оценивают правильность ответов и скорость реакции. Я, например, видел, что в математических примерах ошибка, но раза четыре машинально кликал на них как на правильные. В этом и хитрость когнитивных тестов.

Похоже, боком вышел постепенный отказ от хороших привычек: реже читаю большие литературные произведения, стихи в последний раз учил год назад. Поищу когнитивный тренажер.

Справка

SHAP — метод интерпретации решений, которые выносит модель машинного обучения. Основан на теории игр (значениях Шепли) и определяет вклад каждого признака в итоговый прогноз. SHAP объясняет, как переменные повлияли на результат: распределяет «кредит» за предсказание между признаками.