Według nowego badania modele oparte na sztucznej inteligencji (AI) mogą pomóc w identyfikowaniu chorób, takich jak cukrzyca czy stłuszczenie wątroby, we wczesnym stadium.

Używając kamery termowizyjnej, model AI może wykrywać różnice temperatur, które są zbyt małe, aby można je było wyczuć dotykiem w różnych częściach twarzy. Te odkrycia mogą dać wgląd w to, jak nasze ciało się starzeje i jak wygląda nasze zdrowie, stwierdzono w badaniu opublikowanym w .

Na przykład osoby chorujące na cukrzycę i stłuszczenie wątroby mają prawdopodobnie wyższą temperaturę okolic oczu niż ich zdrowi odpowiednicy w tym samym wieku.

„Mamy nadzieję, że termografia twarzy znajdzie zastosowanie w warunkach klinicznych, gdyż ma ona duży potencjał we wczesnej diagnostyce chorób i interwencji” – powiedziała w oświadczeniu Jackie Han z Uniwersytetu Pekińskiego w Pekinie i autorka artykułu.

Temperatura ciała jest kluczowym parametrem, który wpływa na funkcjonowanie komórek i przetrwanie organizmu. Badania wykazały, że niższa temperatura ciała wiąże się z dłuższym życiem i wolniejszym starzeniem się u wielu gatunków endotermicznych, do których zaliczają się zwierzęta takie jak ptaki i ssaki, które mogą generować i kontrolować swoje wewnętrzne ciepło.

Temperatura związana ze stresem metabolicznym

Temperatura ciała może wzrosnąć wraz z wysokim tempem metabolizmu, który z kolei może być wywołany przez stres psychologiczny i metaboliczny. Tempo metabolizmu jest zależne od temperatury otoczenia.

Temperatura powierzchni ciała ściśle koreluje z twarzą, a mimo to rozkład temperatury na ludzkiej twarzy i jej związek ze starzeniem się i różnymi chorobami nie zostały jak dotąd zbadane – napisali naukowcy w swoim artykule.

Zebrano więc obrazy termiczne twarzy 2811 osób w wieku od 21 do 88 lat w latach 2020–2022.

Zespół opracował metodę ”ThermoFace” (TF), która łączyła system rozpoznawania twarzy i ekstrakcji temperatury, aby generować zegary starzenia oparte na obrazach termicznych. Wykorzystując to, wytrenowali modele AI, aby przewidywały wiek termiczny osoby.

Ich model pokazał, że zarówno mężczyźni, jak i kobiety wykazali spadek temperatury nosa, policzków i brwi wraz z wiekiem, zaczynając od około 50. roku życia u kobiet i około 60. roku życia u mężczyzn. Zdjęcia zostały zebrane rano, gdy temperatura w klimatyzowanych pomieszczeniach wynosiła od 20°C do 25°C, a uczestnicy byli wprowadzani w stan spokoju. Emocje i zmiany temperatury otoczenia mogą wpływać na wyniki.

Osoby zmagające się z zaburzeniami metabolicznymi, takimi jak cukrzyca i stłuszczenie wątroby, wykazywały szybsze starzenie termiczne, przy czym wyższe temperatury odnotowano w okolicy oczu niż u zdrowych osób w tym samym wieku. Podobnie osoby z podwyższonym ciśnieniem krwi wykazywały również wyższe temperatury policzków.

Zespół przeanalizował próbki krwi uczestników, aby zrozumieć czynniki powodujące te różnice.

Odkryli, że wzrost temperatury wokół oczu i policzków był spowodowany przede wszystkim wzrostem aktywności komórkowej związanej ze stanem zapalnym, takiej jak naprawa uszkodzonego DNA i zwalczanie infekcji.

Regularne ćwiczenia spowalniają starzenie się

Następnie zespół rozpoczął kolejny eksperyment, aby sprawdzić, czy ćwiczenia wpływają na starzenie się termiczne. W badaniu wzięło udział trzydziestu uczestników. 23 z nich przeszło godzinny trening ze skakanką przez 2 tygodnie. Siedmiu nie poddano żadnemu treningowi.

Według badań trening skokowy poprawia zdrowie układu sercowo-naczyniowego, skutecznie spala kalorie, zapewnia ćwiczenia całego ciała oraz poprawia koordynację i zwinność.

Dwa tygodnie później zespół zauważył, że u uczestników, którzy ćwiczą, wiek cieplny obniżył się o pięć lat.

„Ograniczenia w wielkości próby i czasie trwania monitorowania sprawiają, że konieczne jest przeprowadzenie dalszych, dogłębnych badań nad długoterminowymi efektami metabolicznymi długotrwałej aktywności fizycznej” – napisali naukowcy w badaniu.

W badaniu zauważono, że interesujące byłoby sprawdzenie, czy okolica oczu – ze względu na intensywny rozwój naczyń krwionośnych i aktywność metaboliczną – jest najbardziej wrażliwa na wahania statusu metabolicznego.

Dodał także, że możliwe będzie różnicowanie różnych chorób na podstawie wzorców termicznych twarzy, ponieważ wykazują one różnice w zmianach temperatury na policzkach, czole i okolicach ust.