¿Cuántos años tenés?: la respuesta está en tu rostro
Investigadores de la Universidad de Pekín desarrollaron un programa que analiza fotos 3D con Inteligencia Artificial, y que puede determinar la edad biológica de una persona. Los detalles del impactante estudio
Adicionalmente, es posible que los órganos experimenten distintos patrones de envejecimiento. Una investigación reciente liderada por Brian Kennedy de la Universidad Nacional de Singapur, y publicada en la revista Cell, apoya la teoría de que diferentes órganos y sistemas del cuerpo, como el cardiovascular o el inmunológico, pueden envejecer a ritmos desiguales en una misma persona.
Ahora, la imagen 3D de alta precisión de un rostro puede revelar no solo signos de envejecimiento, sino también reflejar nuestra salud. Inspirados en una práctica china antigua de leer el rostro para determinar la salud de una persona, un equipo científico construyó su reloj analizando imágenes faciales 3D de aproximadamente 5,000 residentes de Jidong, China.
Estos relojes de envejecimiento facial rastrean los cambios que experimentan nuestros rostros con el tiempo, como la caída de las esquinas de los ojos o el ensanchamiento de la nariz. Además, ciertas características faciales se alinean con ciertas enfermedades, como la inflamación sistémica que se manifiesta en la piel flácida.
A diferencia de otros sistemas que necesitan muestras de sangre o tejido y análisis costosos, el reloj facial no es invasivo, ya que solo requiere que el paciente se posicione frente a una cámara 3D por un breve tiempo.
Durante años, los expertos han reconocido que la edad que figura en nuestro documento de identidad no refleja completamente nuestra condición. La llamada edad biológica, influenciada por factores como el entorno, la alimentación y el ejercicio, muestra el estado de nuestras células y órganos y puede no coincidir con nuestra edad real.
Sin embargo, determinar la edad biológica es más complejo que simplemente contar los años vividos. Es aquí donde Jing-Dong (Jackie) Han y su equipo han introducido una técnica basada en inteligencia artificial, llamada reloj facial de envejecimiento, que utiliza una imagen 3D del rostro para estimar la edad biológica.
El estudio por dentro
Han, bióloga computacional de la Universidad de Pekín, y su grupo desarrollaron este método. El equipo diseñó dos sistemas impulsados por inteligencia artificial: uno que estima la edad real y otro que determina la edad biológica. Estos sistemas rastrean las transformaciones faciales a lo largo del tiempo, como la caída de los párpados, el ensanchamiento de la nariz y el aumento de la distancia entre la nariz y la boca. Además, se ha identificado que ciertos rasgos faciales están asociados con determinadas enfermedades, como la inflamación sistémica que se manifiesta en la piel flácida.
Para Andre Esteva, fundador y CEO de una startup de inteligencia artificial médica en Los Altos, California, la investigación de Han podría revolucionar la medicina preventiva. “Si con solo una foto pudieras conocer tu edad biológica, esto podría impactar en tu modo de vida”, dijo.
Según se desprende de un artículo publicado en National Geographic, para que los modelos de inteligencia artificial funcionen, necesitan ejemplos donde la respuesta correcta ya sea conocida, como una “verdad base”, para poder identificarla en datos nuevos, como una cara junto con la edad del individuo.
Aquí surge un problema: no hay un estándar definido para la edad biológica. “La idea de edad biológica es un término amplio que engloba todos los cambios multisistémicos relacionados con el envejecimiento”, comentó Christopher Bell, investigador de la relación entre edad y enfermedades crónicas en la Universidad de Londres.
Los primeros indicadores para determinar la edad se centraron en las variaciones de los grupos metilo: etiquetas químicas en el ADN que regulan genes. Esta función de metilación que controla la actividad genética se va deteriorando. La forma en que se deteriora (qué partes de nuestro genoma se afectan) puede decirnos cuán rápido envejecen nuestras células y tejidos. Hay otros indicadores basados en la distribución de proteínas en la sangre o en la cantidad de divisiones de las células madre.
En 2016, Han optó por usar una métrica diferente: la edad aparente o cómo los demás perciben nuestra edad. Se basó en una investigación de 2009 donde voluntarios estimaron la edad y salud de gemelos a partir de una foto, y luego se hizo una evaluación médica siete años después.
Han concluyó que la edad biológica, reflejada en la apariencia, está estrechamente vinculada con la salud. Su equipo ya había utilizado imágenes 3D de rostros en un estudio de 2015, donde determinaron que ciertos rasgos faciales podían prever la edad real basándose en un modelo con 300 participantes de Beijing.
Por aquel entonces, Han estaba investigando indicadores en la sangre y su relación con la edad. Se dio cuenta de que el Instituto de Biología Computacional, afiliado a la Academia China de Ciencias y la Sociedad Max Planck, donde trabajaba, contaba con un generador de imágenes faciales en 3D.
Pensó que, al tener este recurso, deberían usarlo al tomar muestras de sangre y comparar lo que el rostro indica sobre el envejecimiento con lo que muestran los indicadores sanguíneos.
En 2016, Han tuvo la oportunidad de trabajar con un conjunto de datos más amplio, abarcando alrededor de 5.000 individuos de Jidong, y con herramientas de inteligencia artificial más avanzadas. Gracias a la capacidad de la IA para analizar datos, Han pudo emular cómo los humanos perciben la manifestación de la edad biológica en el rostro. Para garantizar la precisión, en su nuevo estudio, cinco voluntarios evaluaron de manera independiente la edad biológica de cada participante, y esta evaluación sirvió como referencia para entrenar al sistema de IA.
El algoritmo de IA, que se basó y perfeccionó a partir de estas observaciones humanas, demostró ser notablemente exacto. En promedio, sus estimaciones se desviaron de las edades reales por alrededor de tres años, tanto para los modelos de edad real como para los de edad aparente. En la investigación de Han, aquellos que aparentaban ser más de tres años mayores que su edad registrada se consideraron como individuos que envejecían rápidamente, mientras que aquellos que parecían más jóvenes se clasificaron como de envejecimiento lento.
Para investigar las conexiones entre la apariencia, la edad y los factores que afectan la salud, Han tomó muestras de sangre y estudió los hábitos de vida de los participantes.
Por ejemplo, descubrió que fumar, roncar y tener niveles altos de colesterol eran comunes en las personas que envejecían rápidamente, mientras que consumir yogur, tener horarios de comida regulares y una densidad mineral ósea elevada eran características de las personas de envejecimiento lento.
La mediana edad, entre los 40 y 50 años, parece ser el momento en que las diferencias entre estos dos grupos se intensifican. Algunas personas pueden parecer mucho mayores a los 40 años, mientras que otras pueden tener 55 y lucir considerablemente jóvenes.
Han sugiere que esta variabilidad indica que adoptar hábitos saludables podría tener un impacto significativo en esta etapa de la vida.
Han y su equipo también desarrollaron modelos para analizar los procesos moleculares detrás del envejecimiento y cómo se relacionan con las características faciales de las personas que envejecen rápidamente. Por ejemplo, crearon sistemas que identificaban genes activos en la sangre de personas de apariencia mayor y los vinculaban con sus rasgos faciales.
Cuando las predicciones coinciden, los investigadores pueden identificar qué genes (y por ende, procesos moleculares) están más activos en rostros que aparentan mayor edad en comparación con rostros más jóvenes.
Han señala que “el envejecimiento acelerado está fuertemente relacionado con infecciones e inflamación”, lo que se refleja en el rostro como un hundimiento de la piel en la frente. Por otro lado, niveles elevados de LDL y colesterol en la sangre se manifiestan como mejillas abultadas y ojeras.
El estudio del envejecimiento ha ganado popularidad, pero una de las dificultades persistentes ha sido definir con precisión qué es la edad biológica y cómo cuantificarla de manera objetiva. Sin embargo, según Ruibao Ren, experto del Centro Internacional para el Envejecimiento y el Cáncer de la Universidad Médica de Hainan en China, los avances de Han y de otros laboratorios están cerrando esta brecha de conocimiento.
“El simple hecho de poder cuantificar el envejecimiento ya es un avance significativo. La tecnología del Dr. Han, que ya se aplica en el hospital donde trabaja en Hainan, será esencial en futuros estudios sobre el envejecimiento”, comentó Ren. Como oncólogo, Ren ve el potencial del reloj facial para detectar el cáncer en etapas tempranas. Dado que el cáncer tiene una fuerte relación con la edad, si alguien muestra signos de envejecimiento prematuro, los médicos podrían realizar pruebas de detección más proactivamente.
Los profesionales de la salud también podrían incluir la determinación de la edad biológica en sus chequeos anuales, al igual que las pruebas de colesterol o las mediciones de presión arterial.
Perspectivas a futuro
Bell también percibe un enorme potencial en la investigación adicional de los relojes de envejecimiento, especialmente con el crecimiento de los conjuntos de datos. Los primeros relojes epigenéticos analizaban alrededor de 1.500 posibles sitios de metilación en nuestro ADN, mientras que los más recientes abarcan más de 900.000. Sin embargo, Bell destaca que el verdadero valor de estos relojes radica en su capacidad para ofrecer nuevos insights sobre el proceso de envejecimiento.
Sin embargo, Bell aconseja prudencia al analizar los datos proporcionados por diversos relojes de envejecimiento. “A nivel poblacional, estos relojes reflejan ciertos aspectos del envejecimiento”., dijo. Pero en el caso individual, aún hay mucho por descubrir. “Si evaluamos la edad según el reloj epigenético de una persona, no podemos estar completamente seguros de cuán precisas son esas marcas en ese individuo o cómo esas variaciones con el tiempo se corresponden con la realidad”, agregó
Por su parte, Han y su grupo siguen investigando otros tipos de relojes, como el reloj transcriptómico, que muestra el daño del ADN en la sangre, y un reloj a nivel celular, que se basa en datos de una única célula. La meta es combinar diferentes medidas (ya que cada reloj refleja una faceta distinta del envejecimiento) en un único reloj integrado. Además, siguen mejorando su reloj facial del envejecimiento, y pronto lanzarán una versión que se adapte a todas las etnias.
¿Cuál es el impacto del estrés en la edad biológica?
El estrés frente a situaciones adversas o retos diarios no siempre implica efectos negativos en nuestra salud. Según los expertos, es una reacción natural del cuerpo. No obstante, si esta respuesta se intensifica, puede tener implicaciones, particularmente en relación al envejecimiento. Recientemente, un análisis de la Universidad de Harvard, EE.UU., sugirió que “la edad biológica (una métrica que evalúa la salud del cuerpo a lo largo del tiempo) se acelera debido a distintos tipos de estrés”.
Esta investigación, publicada en Cell Metabolism, contó con el apoyo de científicos de la Universidad Duke. Los investigadores sostienen que la edad biológica no está irrevocablemente vinculada a la edad cronológica, que simplemente mide los años vividos independientemente del bienestar del individuo.
“Las personas pueden tener una edad biológica que no coincide con su edad cronológica. Además, hay evidencia creciente en estudios con animales y humanos que sugiere que la edad biológica puede ser afectada por situaciones estresantes, como enfermedades, medicamentos, cambios en hábitos de vida y factores ambientales”, destacaron.
En este contexto, el estudio mostró que la edad biológica “puede ajustarse e incluso revertirse al reducir el estrés”, con transformaciones que pueden ocurrir “en plazos bastante breves, de días o meses. Así, este estudio demuestra que la edad biológica no es fija ni siempre incrementa”.
Connie Chang es una escritora independiente especializada en ciencia, salud y crianza, radicada en Silicon Valley
