Bạn thật sự bao nhiêu tuổi? Câu trả lời được viết trên khuôn mặt của bạn.

Tuổi sinh học của bạn phản ánh sức khỏe thể chất của bạn và có thể khác với tuổi thực của bạn theo năm. Một công cụ mới tính toán con số đó “có thể là một hồi chuông cảnh tỉnh.”

Sử dụng hệ thống camera 3D và trí tuệ nhân tạo, Jing-Dong Jackie Han, nhà nghiên cứu tại Đại học Bắc Kinh, đã phát triển một hệ thống có thể xác định tuổi sinh lý của một người. Bản đồ nhiệt này—màu đỏ (giá trị cao hơn dọc theo trục x, y và z) và màu xanh lam (thấp hơn)—biểu thị... 

 Một bưc tranh đang gia ngan lơi noi. Nhưng khi bức ảnh đó là hình ảnh 3D có độ chính xác cao của khuôn mặt, thì nó cũng có giá trị bằng hàng nghìn lần xét nghiệm máu. Đó là bởi vì đôi má đầy đặn và bọng mắt dưới mắt không chỉ là dấu hiệu khó coi của tuổi tác mà còn phản ánh tình trạng sức khỏe của chúng ta.

Trong nhiều thập kỷ, các nhà khoa học đã biết rằng tuổi theo trình tự thời gian—một con số có thể được lấy từ giấy phép lái xe của chúng ta—–không nói lên toàn bộ câu chuyện. Cái gọi là tuổi sinh học của chúng ta, bị ảnh hưởng bởi mọi thứ từ môi trường đến chế độ ăn uống và thói quen tập thể dục, phản ánh sức khỏe của các tế bào và cơ quan của chúng ta và có thể khác với tuổi theo thời gian theo năm. Nhưng không giống như theo dõi thời gian chúng ta còn sống, tuổi sinh học khó xác định hơn. Giờ đây, Jing-Dong (Jackie) Han và các đồng nghiệp đã phát triển một quy trình dựa trên AI , được đặt tên là đồng hồ lão hóa trên khuôn mặt, lấy hình ảnh 3D của khuôn mặt một người và tính toán tuổi sinh học của họ.

Khuôn mặt phụ nữ ở độ tuổi từ 20, bên trái, đến 65, bên phải, theo dự đoán của người mẫu Han. Nghiên cứu của Han chỉ ra rằng quá trình lão hóa nhanh trên khuôn mặt là một dấu hiệu của tình trạng viêm toàn thân và có liên quan đến nhiều thách thức về sức khỏe như cholesterol cao, tăng huyết áp và các vấn đề... 

HÌNH ẢNH CỦA JING-DONG JACKIE HAN, ĐẠI HỌC BẮC KINH

Lấy cảm hứng từ một tập tục hàng trăm năm tuổi của Trung Quốc, trong đó các học viên dự đoán sức khỏe của một người bằng cách “đọc” khuôn mặt của họ, Han, một nhà sinh vật học máy tính tại Đại học Bắc Kinh và nhóm của cô đã chế tạo đồng hồ của họ bằng cách phân tích hình ảnh khuôn mặt 3D của khoảng 5.000 cư dân Jidong. Trung Quốc. Các nhà nghiên cứu đã tạo ra hai chiếc đồng hồ có nguồn gốc từ AI—một chiếc dự đoán tuổi theo thời gian và chiếc còn lại dự đoán tuổi sinh học. Những chiếc đồng hồ lão hóa trên khuôn mặt này theo dõi những thay đổi trên khuôn mặt của chúng ta theo thời gian: Khóe mắt rủ xuống, mũi rộng ra, quai hàm chảy xệ và khoảng cách giữa mũi và miệng tăng lên. Và một số đặc điểm trên khuôn mặt được biết là phù hợp với một số bệnh nhất định. Ví dụ, tình trạng viêm toàn thân xuất hiện ở vùng da chảy xệ.

Theo Andre Esteva, người sáng lập và Giám đốc điều hành của một công ty khởi nghiệp về AI y tế ở Los Altos, California, công việc của Han có khả năng nâng cao y học phòng ngừa: “Nếu bạn có thể chụp một bức ảnh và lấy lại tuổi sinh học của mình, điều đó thực sự có thể ảnh hưởng đến lối sống của bạn." Với công cụ này, các bác sĩ cũng có thể theo dõi và quản lý việc chăm sóc bệnh nhân đang trải qua các phương pháp điều trị khó khăn mà người già thường gặp, chẳng hạn như hóa trị. Và nó cũng có tiềm năng hỗ trợ nghiên cứu về lão hóa.

Han cho biết: “Chúng tôi đã nhận được rất nhiều yêu cầu từ các công ty muốn [công cụ của chúng tôi] đánh giá hiệu quả của các chất bổ sung hoặc thuốc chống lão hóa của họ.

Các mô hình AI yêu cầu các ví dụ trong đó câu trả lời đúng hoặc “sự thật cơ bản” đã được biết để học cách xem nó trong dữ liệu mới—ví dụ: một khuôn mặt được ghép nối với tuổi của đối tượng. Vì vậy, một vấn đề tiềm ẩn đã nảy sinh: Không có tiêu chuẩn vàng cho tuổi sinh học. Christopher Bell, người nghiên cứu mối quan hệ giữa tuổi tác và các bệnh mãn tính tại Đại học London, giải thích: “Khái niệm về tuổi sinh học giống như một thuật ngữ chung cho tất cả những thứ đa hệ thống xảy ra cùng với tuổi tác. Từ việc rút ngắn các telomere của chúng ta—những chiếc mũ giữ cho các nhiễm sắc thể của chúng ta không bị thoái hóa—đến việc các ty thể của chúng ta bị xoắn lại cho đến việc làm suy yếu hệ thống miễn dịch của chúng ta, thật khó để chọn ra một dấu hiệu lão hóa.

Những chiếc đồng hồ đầu tiên đo sự lão hóa dựa trên những thay đổi trong mô hình của các nhóm methyl—các thẻ hóa học được thêm vào DNA để bật và tắt gen. Bộ máy methyl hóa DNA điều chỉnh hoạt động của gen này sẽ xấu đi theo thời gian. Mô hình của sự suy giảm này—những vùng nào trong bộ gen của chúng ta bị ảnh hưởng—có thể cho chúng ta biết các tế bào và mô của chúng ta đang lão hóa nhanh như thế nào. Các đồng hồ khác đánh giá tuổi dựa trên sự phân bố protein trong máu hoặc số lần tế bào gốc phân chia .

Đồng hồ lão hóa da mặt

Vào năm 2016, Han đã quyết định rằng cô ấy muốn sử dụng một thước đo khác—độ tuổi được nhận thức hoặc độ tuổi mà bạn xuất hiện trong mắt người khác. Cô được truyền cảm hứng từ một nghiên cứu năm 2009  , trong đó các tình nguyện viên đánh giá tuổi và sức khỏe của các cặp song sinh trong một bức ảnh, sau đó là đánh giá y tế về các đối tượng 7 năm sau đó. Những nhà nghiên cứu đó phát hiện ra rằng cặp song sinh trông già yếu hơn, suy giảm nhận thức và có khả năng đã chết hơn so với anh chị em trông trẻ hơn của họ. Rõ ràng, Han nghĩ, tuổi sinh học, được biểu thị bằng ngoại hình, có mối tương quan chặt chẽ với sức khỏe. Nhóm của cô ấy đã kết hợp hình ảnh 3D của khuôn mặt trong nghiên cứu được công bố vào năm 2015 , trong đó họ phát hiện ra rằng các đặc điểm trên khuôn mặt có thể dự đoán tuổi theo thời gian trong một mô hình thống kê được phát triển bằng cách sử dụng 300 đối tượng từ Bắc Kinh.

Vào thời điểm đó, cô ấy đang điều tra các dấu hiệu hoặc chữ ký trong máu và xác định mối quan hệ của chúng với tuổi tác khi cô ấy nhận thấy rằng Viện Sinh học Tính toán của Viện Khoa học Trung Quốc-Max Planck Society Partner, nơi cô ấy làm việc, có khuôn mặt 3D. hình ảnh. Cô ấy nghĩ, vì họ đã có thiết bị chụp ảnh này, họ nên mang nó theo khi lấy mẫu máu và sử dụng nó để so sánh những gì khuôn mặt tiết lộ về sự lão hóa với những gì các dấu hiệu máu tiết lộ.

Đến năm 2016, cô được tiếp cận với một nhóm lớn hơn, khoảng 5.000 người từ thành phố Jidong và các kỹ thuật AI mạnh mẽ hơn. Với khả năng xử lý dữ liệu của AI, Han có thể tái tạo nhận thức của con người về tuổi sinh học biểu hiện trên khuôn mặt của một người như thế nào. Để giảm thiểu biến động từ bất kỳ quan sát nào, trong nghiên cứu mới của Han, tuổi sinh học của mỗi đối tượng được đánh giá độc lập bởi năm tình nguyện viên và được coi là “sự thật cơ bản” để huấn luyện AI.

Công cụ AI, đã học hỏi và cải thiện từ những quan sát của con người này, đã bắt đầu chính xác. Trung bình, các dự đoán của nó sai lệch so với độ tuổi thực tế khoảng ba năm đối với cả mô hình độ tuổi theo thời gian và độ tuổi được cảm nhận. Trong nghiên cứu của Han, những người có vẻ ngoài lớn hơn ba tuổi so với ngày trong giấy khai sinh mà cô gọi là những người già nhanh; trong khi những người chậm tuổi dường như trẻ hơn ba tuổi.

Han cho biết sự khác biệt giữa tuổi dự đoán và tuổi thực tế của họ có thể tương quan với các thông số sức khỏe khác nhau. Và theo Han, những điều ngoại lệ này dạy chúng ta nhiều nhất về cách chúng ta già đi.

Để khám phá mối liên hệ giữa ngoại hình, tuổi tác và các yếu tố cơ bản ảnh hưởng đến sức khỏe—Han đã thu thập các mẫu máu và khảo sát thói quen của các đối tượng nghiên cứu. Ví dụ, hút thuốc, ngủ ngáy và nồng độ cholesterol toàn phần trong máu cao thường là đặc điểm của những người già nhanh trong khi tiêu thụ sữa chua, ăn uống điều độ và mật độ khoáng trong xương lớn hơn là đặc điểm chung của những người già chậm.

Tuổi trung niên, khi các cá nhân ở độ tuổi 40 và đầu 50, dường như là thời kỳ mà sự khác biệt giữa người già nhanh và người chậm trở nên rõ ràng hơn. Một số người có thể trông khá già dù mới 40 trong khi những người khác 55 tuổi nhưng trông vẫn rất trẻ. Theo Han, sự thay đổi này có nghĩa là các biện pháp can thiệp để áp dụng các thói quen lành mạnh hơn có thể tạo ra sự khác biệt đáng kể trong cơ hội này.

Han và các cộng tác viên của cô ấy cũng xây dựng các mô hình bổ sung để kiểm tra các cơ chế phân tử cơ bản đằng sau quá trình lão hóa và đối sánh chúng với các đặc điểm trên khuôn mặt của những người già nhanh thông qua đồng hồ do AI tạo ra. Ví dụ, họ đã phát triển đồng hồ xác định các gen hoạt động trong máu của một cá nhân có vẻ già hơn và khớp chúng với các đặc điểm khuôn mặt của cùng một cá nhân.

Đối với những dự đoán trùng lặp đó, các nhà nghiên cứu có thể xác định gen nào (và do đó là con đường phân tử) được kích hoạt cho khuôn mặt già hơn so với khuôn mặt trẻ hơn. Đối với tất cả các đồng hồ, “lão hóa nhanh có liên quan nhiều đến nhiễm trùng và viêm nhiễm”, biểu hiện trên khuôn mặt là trán bị thu hẹp lại khi da chảy xệ, Han nói. Mặt khác, mức LDL và cholesterol toàn phần cao trong máu dẫn đến má đầy đặn và bọng mắt.

Các ứng dụng của công nghệ

Nghiên cứu về lão hóa đã trở thành xu hướng chủ đạo, nhưng một trong những vấn đề của lĩnh vực này luôn là: Chúng ta không biết chính xác tuổi sinh học là gì, cũng như không có cách khách quan để định lượng nó. Nhưng theo Ruibao Ren, một nhà khoa học-bác sĩ tại Trung tâm Quốc tế về Lão hóa và Ung thư tại Đại học Y Hải Nam ở Trung Quốc, nghiên cứu của Han, cũng như công việc đang diễn ra trong các phòng thí nghiệm khác, đã đạt được những bước tiến lớn để thu hẹp khoảng cách thông tin này.

“Chỉ riêng việc có thể đo lường sự lão hóa đã là một bước tiến lớn và công nghệ của bác sĩ Han—đã được sử dụng tại bệnh viện mà ông ấy làm việc ở Hải Nam—sẽ đóng một vai trò quan trọng trong các nghiên cứu về lão hóa,” Ren nói. Ví dụ, các công ty dược phẩm có thể sử dụng công cụ này để đánh giá các loại thuốc giúp kéo dài tuổi thọ hoặc làm chậm quá trình lão hóa. Và là một bác sĩ chuyên khoa ung thư, Ren hy vọng rằng với đồng hồ mặt, anh có thể chẩn đoán bệnh nhân ung thư khi bệnh đang ở giai đoạn đầu. Vì ung thư có mối tương quan chặt chẽ với tuổi tác nên nếu ai đó có dấu hiệu lão hóa nhanh, các bác sĩ có thể chủ động hơn trong việc sàng lọc. “Lão hóa là gốc rễ của 80% bệnh tật,” Ren nói.

Các bác sĩ cũng có thể kết hợp tuổi sinh học như một trong những bảng kiểm tra được đưa vào thể chất hàng năm của bạn như kiểm tra cholesterol hoặc đo huyết áp. “Đó có thể là một hồi chuông cảnh tỉnh hỏi: Bạn đang quản lý sức khỏe của mình như thế nào?” Ren nói.

Và không giống như các đồng hồ khác yêu cầu mẫu máu hoặc mô và phân tích đắt tiền để thực hiện, đồng hồ mặt tương đối tiết kiệm và không xâm lấn, yêu cầu bệnh nhân chỉ ngồi trước máy ảnh 3D trong một phút.

định hướng tương lai

Bell cũng nhận thấy tiềm năng to lớn trong nghiên cứu sâu hơn về đồng hồ cũ, đặc biệt là khi bộ dữ liệu trở nên lớn hơn. Ví dụ, các đồng hồ biểu sinh sớm nhất đã xem xét 1.500 vị trí methyl hóa tiềm năng trên DNA của chúng ta, trong khi các đồng hồ gần đây nhất xem xét hơn 900.000. Nhưng sức mạnh thực sự của những chiếc đồng hồ lão hóa, Bell nói, là khả năng khám phá những hiểu biết mới về quá trình lão hóa của chúng.

Ví dụ, ông nhấn mạnh rằng quá trình methyl hóa DNA bất thường là dấu hiệu của ung thư cũng như lão hóa như thế nào. Bằng cách hiểu cả hai kịch bản, “chúng tôi có thể xác định các phương pháp trị liệu mới để điều trị những căn bệnh này,” Bell nói.

Nhưng ông khuyên nên thận trọng trong việc giải thích các kết quả từ các đồng hồ cũ khác nhau. “Ở cấp độ dân số, những chiếc đồng hồ này đang nắm bắt một số khía cạnh của quá trình lão hóa.” Tuy nhiên, ở cấp độ cá nhân, còn nhiều việc phải làm. “Nếu chúng tôi đo tuổi đồng hồ biểu sinh cụ thể của ai đó, chúng tôi không thể tự tin về mức độ theo dõi của cá nhân đó hoặc những thay đổi theo thời gian đại diện cho thực tế.”

Đối với Han, nhóm của cô tiếp tục khám phá các loại đồng hồ khác như đồng hồ phiên mã, phản ánh tổn thương DNA trong máu và đồng hồ tế bào đơn, dựa trên thông tin từ một tế bào. Mục đích là để tổng hợp các phép đo khác nhau—mỗi đồng hồ thể hiện một khía cạnh khác nhau của quá trình lão hóa—thành một đồng hồ tổng hợp. Họ cũng tiếp tục tinh chỉnh đồng hồ lão hóa trên khuôn mặt của mình—một phiên bản áp dụng cho tất cả các nhóm dân tộc sẽ sớm được xuất bản.

Mục đích cuối cùng của Hân là gì? “Chà, tôi đang nói với các đồng nghiệp của mình rằng tôi sẽ cố gắng giúp họ sống lâu hơn ít nhất 5 năm—và trông trẻ hơn ít nhất 5 tuổi,” cô cười.

TheoNationalGeographic