(Từ trái sang phải) Giáo sư Toshifumi Takao, tiến sĩ Qiuyi Wang, tiến sĩ Zi Wang, giáo sư Kenji Mizuguchi tại Đại học Osaka phát triển mô hình AI ước tính tuổi sinh học. Ảnh: Đại học Osaka
Trong thực tế, có một số người dường như thách thức thời gian và trông trẻ hơn những người cùng tuổi. Nhóm nhà khoa học tại Đại học Osaka, Nhật Bản, có thể đã tìm ra cách để định lượng sự khác biệt này. Bằng cách đưa các con đường chuyển hóa hormone vào một mô hình AI, họ phát triển hệ thống cho phép ước tính tuổi sinh học - một thước đo về mức độ lão hóa của cơ thể - thay vì chỉ đếm số tuổi.
Chỉ sử dụng 5 giọt máu, hệ thống mới phân tích 22 loại hormone steroid chính và tương tác của chúng để đưa ra đánh giá sức khỏe chính xác hơn. Nghiên cứu mới công bố trên tạp chí Science Advances hôm 14/3.
Lão hóa không chỉ là số năm một người đã sống mà được định hình bởi di truyền, lối sống và yếu tố môi trường. Các phương pháp truyền thống để ước tính tuổi sinh học dựa vào những dấu hiệu sinh học lớn, ví dụ như mức protein hay methyl hóa ADN, nhưng thường bỏ qua các mạng lưới hormone tinh vi điều chỉnh sự cân bằng bên trong cơ thể.
"Cơ thể người dựa vào hormone để duy trì cân bằng nội môi. Vì vậy chúng tôi nghĩ, tại sao không sử dụng chúng làm chất chỉ thị chính của lão hóa?", tiến sĩ Qiuyi Wang, đồng tác giả nghiên cứu, cho biết. Để kiểm tra ý tưởng này, nhóm nghiên cứu đã tập trung vào các hormone steroid, đóng vai trò thiết yếu trong quá trình trao đổi chất, chức năng miễn dịch và phản ứng với căng thẳng.
Nhóm nghiên cứu phát triển một mô hình mạng thần kinh nhân tạo sâu (DNN) kết hợp các con đường chuyển hóa steroid, trở thành mô hình AI đầu tiên giải thích rõ sự tương tác giữa những phân tử steroid khác nhau. Thay vì xem xét mức steroid tuyệt đối - có thể thay đổi đáng kể giữa các cá nhân - mô hình mới kiểm tra tỷ lệ steroid, cung cấp đánh giá chính xác và cá nhân hóa hơn về tuổi sinh học. Mô hình được đào tạo dựa trên mẫu máu từ hàng trăm cá nhân, hé lộ rằng sự khác biệt về tuổi sinh học có xu hướng gia tăng khi mọi người già đi.
Một trong những phát hiện nổi bật nhất của nghiên cứu mới liên quan đến cortisol, một loại hormone steroid thường gắn liền với căng thẳng. Nhóm nghiên cứu phát hiện, khi mức cortisol tăng gấp đôi, tuổi sinh học tăng khoảng 1,5 lần. Điều này cho thấy căng thẳng mãn tính có thể đẩy nhanh quá trình lão hóa ở cấp độ sinh hóa, củng cố tầm quan trọng của việc quản lý căng thẳng để duy trì sức khỏe lâu dài.
Nhóm nhà khoa học tin rằng mô hình AI tuổi sinh học này có thể mở đường cho việc theo dõi sức khỏe một cách cá nhân hóa hơn. Các ứng dụng trong tương lai có thể bao gồm phát hiện bệnh sớm, phát triển chương trình chăm sóc sức khỏe tùy chỉnh, đưa ra các khuyến nghị riêng về lối sống của từng cá nhân để làm chậm quá trình lão hóa.
Dù nghiên cứu mới là một bước tiến lớn, nhóm chuyên gia cho rằng lão hóa sinh học là một quá trình phức tạp chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố ngoài hormone. "Đây chỉ là khởi đầu. Bằng cách mở rộng bộ dữ liệu và tích hợp thêm các dấu hiệu sinh học bổ sung, chúng tôi hy vọng sẽ hoàn thiện mô hình hơn nữa và thu được những hiểu biết sâu sắc hơn về cơ chế lão hóa", tiến sĩ Zi Wang, đồng tác giả nghiên cứu, cho biết.
Thu Thảo (Theo Medicalxpress)
