Un índice basado en IA artificial analiza las ondas cerebrales durante el sueño y predice el riesgo de demencia años antes de que aparezcan los primeros síntomas.
Investigadores de la Universidad de California, San Francisco (UCSF) y Harvard han demostrado que un marcador digital obtenido a partir del electroencefalograma nocturno predice la demencia de forma independiente a la edad, los genes y las enfermedades previas. Por cada diez años que el cerebro envejece por encima de la edad real de la persona, el riesgo de desarrollar demencia aumenta un 39%.
El estudio publicado en JAMA Network Open detalla que el cerebro humano no envejece al mismo ritmo que el cuerpo. Mientras el reloj biológico marca los años en documentntos oficiales, la actividad neuronal puede adelantarse o rezagarse respecto a ese calendario. Para capturar esta diferencia, los autores desarrollaron el Índice de Edad Cerebral (BAI, en inglés), se trata un número que expresa en años cuánto “más viejo” o “más joven” parece el cerebro de una persona en comparación con su edad real.
El BAI se calcula a partir de la microestructura del electroencefalograma (EEG) obtenido durante una noche de sueño en casa. Un algoritmo de aprendizaje automático o machine learning, entrenado en personas neurológicamente sanas de entre 18 y 80 años, integra trece características de las ondas cerebrales en un único valor predictivo. Entre esas características figuran la densidad de los “husos del sueño”, es decir, pequeñas ráfagas de actividad neuronal que ocurren durante la fase N2, el acoplamiento entre husos y oscilaciones lentas, y la potencia de distintas bandas de frecuencia en las fases N1, N2 y N3.
El estudio parte de una hipótesis previa que dice que las alteraciones del sueño son señales tempranas, y potencialmente modificables del deterioro cognitivo. Sin embargo, las medidas convencionales del sueño, como el tiempo en cada fase, su eficiencia, y apneas han mostrado resultados contradictorios en su asociación con la demencia. El EEG nocturno va un paso más allá: en lugar de contar cuánto tiempo pasa alguien en sueño profundo, examina la calidad intrínseca de las ondas cerebrales que se generan en ese sueño.
Para validar el BAI como marcador poblacional, los investigadores combinaron datos de cinco cohortes comunitarias estadounidenses: el estudio MESA, el ARIC, el Framingham Heart Study, el MrOS y el SOF. En total, 7 mil 105 adultos mayores, la mayoría cognitivamente normales en el momento del registro del sueño, fueron seguidos durante años para detectar la aparición de demencia.
El diseño elegido, el metaanálisis de datos individuales con modelos de riesgos competitivos (Fine-Gray), es especialmente robusto ya que en lugar de combinar estadísticas publicadas, los autores armonizaron los datos brutos de cada participante y tomaron en cuenta que la muerte puede impedir el diagnóstico de demencia, evitando así una sobreestimación del riesgo.
El resultado central del estudio es llamativo por su consistencia: por cada aumento de diez años en el BAI, el riesgo de desarrollar demencia se incrementa en un 39%. Esta cifra se mantiene tras ajustar por decenas de variables: edad, sexo, educación, tabaquismo, índice de masa corporal, medicación, actividad física, enfermedades cardiovasculares, diabetes, depresión, índice de apneas y puntuación cognitiva basal.
La asociación fue consistente en hombres y mujeres, en menores y mayores de 70 años, y en todas las cohortes analizadas por separado. En mujeres el riesgo relativo fue algo mayor (HR 1.65 frente a 1.25 en hombres), aunque la diferencia no alcanzó significación estadística en el análisis de interacción.
De los trece rasgos del EEG que alimentan el BAI, diez mostraron asociación independiente con la demencia. La característica con mayor peso estadístico fue la curtosis de la forma de onda en la fase N2, un parámetro que refleja la presencia de complejos K, grandes eventos de alta amplitud que el cerebro genera espontáneamente durante el sueño ligero y que se reducen con el envejecimiento neuronal.
Las características de las fases N2 y N3 se asociaron negativamente con la demencia: cuando son abundantes y bien formadas, protegen. En contraste, la potencia alfa durante la fase N1 fue la única variable con asociación positiva: cuanto mayor, mayor riesgo. Este patrón sugiere que un cerebro que entra demasiado pronto en frecuencias de vigilia durante el sueño superficial está enviando una señal de alarma.
El BAI podría convertirse en un marcador digital no invasivo para identificar personas en riesgo elevado de demencia antes de que los síntomas sean evidentes, complementando biomarcadores emergentes en plasma e imagen cerebral. Dado que el EEG nocturno puede obtenerse en casa, incluso con dispositivos wearables en desarrollo, su potencial de uso poblacional es considerable.
No obstante, el estudio es observacional pues no puede establecer causalidad ni determinar si las alteraciones del EEG preceden a la patología de Alzheimer o la reflejan. Las cohortes difieren en sus métodos de diagnóstico de demencia y se necesita validación prospectiva con dispositivos portátiles antes de cualquier implementación clínica.
