据美国心脏协会（American Heart Association）于2025年1月30日发布的一项初步研究表明，心电图（ECG）测试可能有一天会与人工智能（AI）模型一起用于检测早衰和认知能力下降。这项研究将于2025年2月5日至7日在洛杉矶举行的美国中风协会（American Stroke Association）国际中风会议（International Stroke Conference）上展示，该会议是全球领先的中风和脑健康科学会议。
中风可能导致与年龄相关的认知能力下降，影响生活质量和功能。心电图（ECG）用于测量心跳的电活动。每次心跳时，一个电脉冲（或“波”）通过心脏传播。研究人员设计了一个深度神经网络（DNN）的人工智能模型，用以从心电图数据预测人们的生物年龄（即身体细胞和组织的年龄）。
“与基于生活年限的生理年龄不同，心电图年龄反映了心脏的功能状态，甚至可能是整个有机体在组织水平上的功能状态，提供了关于衰老和健康状况的见解。”该研究的主要作者、马萨诸塞大学陈氏医学院（UMass Chan Medical School）医学系临床研究协调员Bernard Ofosuhene说。
此前的研究发现，心电图年龄可以帮助预测心脏病和死亡。在这项新研究之前，人们对于心电图年龄与认知障碍之间的关系知之甚少。
研究人员分析了来自英国生物银行（UK Biobank）的63,000多名参与者的数据，该研究涉及超过50万名来自英国的志愿者，他们在40至69岁之间注册。参与者接受了多项认知测试。为了确保认知数据准确捕捉到参与者的认知状态，这些数据是在心电图测试和人工智能模型估计的心电图年龄相同的时间点进行分析的。
根据心电图年龄与实际年龄的比较，参与者被分为三组：正常衰老、加速心电图衰老（比生理年龄大）和减缓心电图衰老（比生理年龄小）。
分析结果显示，与正常衰老组相比：
- 比生理年龄年轻的一组在8项认知测试中的6项表现更好。
- 比生理年龄大的一组在8项认知测试中的6项表现更差。
Ofosuhene表示：“心电图数据可用于中风治疗，我鼓励医疗专业人员利用这些数据寻找认知能力下降的迹象。这样做可能有助于早期诊断和及时干预。”
该研究存在一些局限性。由于分析对象为43至85岁人群（英国生物银行子集的年龄范围），因此尚不清楚这些发现是否适用于其他年龄段。此外，这项横断面研究的所有测量均在同一时间进行，无法提供认知功能随时间变化的信息。英国生物银行参与者的结果可能不适用于其他人群。
“未来的研究中，我们计划调查性别差异是否会影响心电图年龄与认知表现之间的关系。此外，鉴于大多数英国生物银行参与者具有欧洲血统，我们有兴趣确定这些发现是否可以在更多样化的人群中复制。”Ofosuhene补充道。
“研究人员越来越认识到心脏和大脑健康之间的紧密联系。这项研究表明，当AI分析心电图数据时，较高的生物年龄与较差的认知表现相关联。使用心电图数据评估认知能力似乎是一个未来的概念。如果这一研究得到验证，它可能会带来几个重要的结果。例如，在医生办公室或通过可穿戴设备远程收集的心电图数据可以帮助在家或缺乏神经心理专家的农村地区评估认知能力。此外，使用心电图数据和AI可能比传统神经心理学评估更快、更客观。然而，一个重要问题仍然存在：心电图数据能否预测未来认知能力的下降？回答这个问题可能会带来有价值的治疗方法，因为某些心电图问题是可以修复的。”芝加哥伊利诺伊大学医学院神经病学和康复科教授Fernando D. Testai博士表示。Testai并未参与此项研究。
研究细节、背景或设计：
- 研究人员在2023年8月至2024年7月期间分析了63,800名参与者（平均年龄65岁，女性占52%）。大多数参与者来自英国生物银行，该研究涉及超过50万名在2006年至2010年间注册的英国志愿者，主要为白种人。
- 如果心电图或认知数据缺失或无效，这些参与者将被排除在外。
- 正常衰老组有15,563名成年人，加速衰老组有24,671名参与者，减缓衰老组有23,566人。
- 本研究分析了8项认知测试。调整了生理年龄、性别和教育水平后，比较了三个组的认知测试结果。
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