ИИ научился определять биологический возраст по фото и предсказывать выживаемость

Международная команда ученых из Гарварда, Маастрихтского университета (Нидерланды) и других институтов разработала систему искусственного интеллекта FaceAge, которая оценивает биологический возраст по фотографиям лица и предсказывает выживаемость онкобольных и определяет другие заболевания. Исследование, опубликованное в Lancet Digital Health, демонстрирует, что внешний вид может стать объективным биомаркером здоровья, превосходящим традиционные методы 

Как работает FaceAge?

FaceAge обучалась на 58 851 фото «здоровых» людей из баз данных с использованием глубокого обучения. Нейросеть анализирует черты лица, выявляя признаки старения, связанные с физиологией. Затем ее протестировали на 6 196 пациентах с раком из разных стран. Средняя ошибка для возраста 60+ составила всего 4,09 года, что подтверждает точность модели.

Ключевые открытия

• У онкобольных FaceAge показал разницу +4,79 года по сравнению с реальным возрастом (p<0.0001). Даже при предраковых состояниях разница была меньше — 3,86 года против 4,55 у больных раком.

• В тесте с 10 клиницистами, предсказывавшими 6-месячную выживаемость 100 пациентов, точность угадывания по фото составила 0,61 у врачей, с медкартой — 0,74, а с FaceAge — 0,80. Это рост на 32 %

• Анализ ДНК 146 пациентов выявил корреляцию с геном CDK6 — регулятором клеточного цикла, чего не показал хронологический возраст. Это доказывает, что ИИ «видит» биологические маркеры.

• У 4 906 пациентов каждые дополнительные 10 лет, которые добавляла модель FaceAge, повышали риск смерти на 15,1%. Это значит, что чем старше человек выглядит по FaceAge, тем выше его шансы умереть. Для 717 человек с метастатическим раком использование FaceAge вместе с моделью TEACHH сделало предсказания точнее: показатель точности вырос с 0,74 до 0,80. При этом в группе высокого риска среднее время выживания сократилось с 0,24 года (примерно 3 месяцев) до 0,21 года (чуть больше 2,5 месяцев)

• Нейросеть также определяла образ жизни по фото. Курильщики выглядели на 2,7 года старше некурящих.

Важность для медицины

FaceAge впервые делает объективным то, что врачи оценивали «на глаз» — общее состояние пациента.

«FaceAge содержит прогностическую информацию, не отраженную в других параметрах, что просто критически важно», — отмечает профессор Осберт Залай.

Это помогает выбирать лечение, прогнозировать исходы в психологической помощи помощи для онкобольных (точность выросла на 22 %), а также выявлять ускоренное старение.

«Мы научили ИИ видеть за морщинами совокупный ущерб от различных болезней и способы лечения. Даже неопытные врачи с FaceAge предсказывают выживаемость лучше экспертов без нее.», — поясняет доктор Деннис Бонтемпи.

Ученые выложили модель в свободном доступе на GitHub. Следующий их шаг — проверка на больших выборках и разработка этических стандартов, чтобы избежать злоупотреблений, например со стороны страховых компаний.