מחקר חדש מציע תובנה לגבי אינדיקטורים לבריאות ואורח החיים – כולל תזונה, פעילות גופנית ומשקל – המתיישרות באופן הדוק ביותר עם תפקוד מוחי בריא לאורך תוחלת החיים. המחקר השתמש בלמידה במכונה כדי לקבוע אילו משתנים חזו בצורה הטובה ביותר את יכולתו של האדם להשלים במהירות משימה מבלי להסיח את דעתך.
דיווח ב כתב העת לתזונההמחקר מצא כי גיל, לחץ דם ומדד מסת גוף היו המנבאים החזקים ביותר להצלחה במבחן שנקרא משימת האגף, המחייבת את המשתתפים להתמקד באובייקט מרכזי מבלי להסיח את דעתך על ידי מידע על האגף.
התזונה והפעילות גופנית מילאו גם תפקיד קטן יותר אך רלוונטי בביצועים במבחן, מצא הצוות, ולעתים נראה כי הוא מקזז את ההשפעות החולות של BMI גבוה או גורמים אחרים שעלולים להזיק.
"מחקר זה השתמש בלמידה במכונה כדי להעריך שלל משתנים בבת אחת כדי לסייע בזיהוי אלה המתאימים בצורה הדוקה ביותר עם הביצועים הקוגניטיביים", אמר ניימן חאן, פרופסור לבריאות וקינסיולוגיה באוניברסיטת אילינוי אורבנה-שמפיין שהוביל את העבודה עם קינסיולוגיה Ph.D. הסטודנט שרייה ורמה. "גישות סטטיסטיות סטנדרטיות אינן יכולות לאמץ את רמת המורכבות הזו בבת אחת."
כדי לבנות את המודל, הצוות השתמש בנתונים שנאספו מ -374 מבוגרים בגיל 19 עד 82. הנתונים כללו דמוגרפיה של משתתפים, כמו גיל, BMI, לחץ דם ורמות פעילות גופנית, יחד עם דפוסי תזונה וביצועים במבחן האגף שמדד את מהירות העיבוד והדיוק שלהם בקביעת האוריינטציה של חץ מרכזי שנקבע על ידי חצים אחרים שהצביעו באותו כיוון או הפוך.
חאן אמר כי "זהו מדד מבוסס של תפקוד קוגניטיבי המעריך את תשומת הלב ואת השליטה המעכבת."
מחקרים קודמים מצאו כי מספר גורמים מעורבים בשימור התפקוד הקוגניטיבי לאורך תוחלת החיים, אמר חאן.
הקפדה על מדד האכילה הבריאה, מדד לאיכות הדיאטה, נקשרה לתפקוד מנהלי מעולה ולמהירות עיבוד בקרב מבוגרים. מחקרים אחרים מצאו כי תזונה העשירה בנוגדי חמצון, חומצות שומן אומגה 3 וויטמינים קשורות לתפקוד קוגניטיבי טוב יותר. "
ניימן חאן, פרופסור לבריאות וקינסיולוגיה, אוניברסיטת אילינוי אורבנה-שמפיין
הגישות התזונתיות להפסקת יתר לחץ דם, או דיאטה מקף, התזונה הים תיכונית ותזונה המשלבת את השניים, המכונה דיאטת המוח, כולם "נקשרו להשפעות מגנות מפני ירידה קוגניטיבית ודמנציה", כתבו החוקרים. גורמים פיזיים, כמו BMI ולחץ דם, יחד עם פעילות גופנית מוגברת הם גם מנבאים חזקים לבריאות קוגניטיבית, או ירידה, בהזדקנות.
"ברור שבריאות קוגניטיבית מונעת על ידי שלל גורמים, אך אילו הם החשובים ביותר?" ורמה אמרה. "רצינו להעריך את הכוח היחסי של כל אחד מהגורמים הללו בשילוב עם כל האחרים."
למידת מכונה "מציעה דרך מבטיחה לניתוח מערכי נתונים גדולים עם משתנים מרובים וזיהוי דפוסים שאולי לא ניכרים באמצעות גישות סטטיסטיות קונבנציונאליות", כתבו החוקרים.
הצוות בדק אלגוריתמים שונים של למידת מכונות כדי לראות איזה מהם שקל בצורה הטובה ביותר את הגורמים השונים כדי לחזות את מהירות התגובות המדויקות במבחן האגף. החוקרים בדקו את יכולת החיזוי של כל אלגוריתם, תוך שימוש במגוון גישות כדי לאמת את אלה שנראו כמבצעים את הטוב ביותר.
הם גילו כי הגיל היה החזוי המשפיע ביותר לביצועים בבדיקה, ואחריו לחץ דם דיאסטולי, BMI ולחץ הדם הסיסטולי. הדבקות במדד האכילה הבריאה הייתה פחות ניבאה לביצועים הקוגניטיביים מאשר לחץ דם או BMI, אך גם מתואמת עם ביצועים טובים יותר במבחן.
חאן אמר כי "פעילות גופנית התגלתה כמנבא מתון של זמן התגובה, כאשר התוצאות מצביעות על כך שהיא עשויה לקיים אינטראקציה עם גורמי אורח חיים אחרים, כמו תזונה ומשקל גוף, כדי להשפיע על הביצועים הקוגניטיביים".
"מחקר זה מגלה כיצד למידת מכונות יכולה להביא דיוק וניואנס לתחום מדעי המוח התזונתיים", אמר. "על ידי מעבר מעבר לגישות מסורתיות, למידת מכונות יכולה לעזור להתאים אסטרטגיות לאוכלוסיות מזדקנות, אנשים עם סיכונים מטבוליים או אלו המבקשים לשפר את התפקוד הקוגניטיבי באמצעות שינויים באורח החיים."
יוזמת התזונה המותאמת אישית והמרכז הלאומי ליישומי מחשבת -על בארה"ב של I. תמכו במחקר זה.
חאן הוא דיאטנית וחבר סגל סניף בחטיבה למדעי התזונה, בתוכנית מדעי המוח ובמכון בקמן למדע וטכנולוגיה מתקדמים באילינוי.
