I biomarcatori del linguaggio aprono una finestra sull'invecchiamento cerebrale. / Speech Biomarkers Open a Window Into Brain Aging

 I biomarcatori del linguaggio aprono una finestra sull'invecchiamento cerebrale. / Speech Biomarkers Open a Window Into Brain Aging

Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa

Secondo un nuovo studio pubblicato su Science Advances, il modo in cui le persone parlano può rivelare indizi importanti sulla salute del loro cervello ed indicare i primi segni di declino cognitivo.

Utilizzando centinaia di caratteristiche acustiche e linguistiche, i ricercatori del Trinity College di Dublino hanno sviluppato un "orologio vocale" basato sull'apprendimento automatico in grado di stimare l'età biologica di una persona. È emerso che la differenza tra l'età reale di una persona e l'età prevista è associata a molteplici indicatori indipendenti di invecchiamento biologico, salute cerebrale, funzioni cognitive, avversità sociali e demenza.

"Sembra che la nostra voce contenga molte più informazioni sull'invecchiamento di quanto pensassimo in precedenza", ha affermato Agustin Ibanez, PhD, professore di salute cerebrale presso il Global Brain Health Institute e la Facoltà di Medicina del Trinity College di Dublino, nonché autore senior dello studio. "Cattura sia il trascorrere del tempo cronologico sia i segnali provenienti dalla cognizione, dal cervello, dalla biologia sistemica e persino dal nostro ambiente sociale accumulato. Ciò apre alla possibilità che qualcosa di semplice ed accessibile come gli orologi vocali possa in futuro integrare metodi di misurazione dell'invecchiamento ben più costosi."

Lo studio ha coinvolto 2.928 partecipanti di lingua spagnola provenienti da Argentina, Cile, Colombia, Messico e Perù, tra cui adulti sani e persone con lieve deterioramento cognitivo, malattia di Alzheimer e diverse forme di demenza frontotemporale. Per ogni individuo è stata generata una stima dell'età del linguaggio combinando centinaia di caratteristiche, tra cui velocità e pause del parlato, tono, espressione emotiva, vocabolario, precisione semantica e quantità ed organizzazione della produzione verbale.

Le persone il cui linguaggio appariva più maturo del previsto per la loro età cronologica tendevano anche a mostrare segni di invecchiamento valutati tramite neuroimmagini strutturali e funzionali, nonché misure indipendenti di invecchiamento epigenetico basate su cambiamenti nella metilazione del DNA. Differenze di età del linguaggio più ampie erano associate ad una minore cognizione globale, ad una minore funzione esecutiva, ad una minore capacità funzionale ed a diverse forme di memoria.

La misura combinata dell'età del linguaggio ha mostrato una maggiore capacità di distinguere i gruppi clinici rispetto alle singole caratteristiche acustiche o linguistiche considerate separatamente. Nel complesso, i partecipanti sani presentavano le differenze di età del linguaggio più piccole, mentre differenze maggiori sono state osservate tra i partecipanti affetti da malattia di Alzheimer e demenza frontotemporale. Tra i soggetti con Alzheimer, il linguaggio era anche associato a livelli più elevati del biomarcatore ematico p-tau217.

A differenza delle risonanze magnetiche, degli esami del sangue e delle valutazioni molecolari specializzate, la voce può essere registrata a distanza, ripetutamente ed in modo non invasivo a costi relativamente bassi. Ciò potrebbe rendere le misurazioni basate sulla voce particolarmente rilevanti nelle comunità con accesso limitato a tecnologie mediche avanzate. Tuttavia, saranno necessarie ulteriori ricerche longitudinali, inclusi studi in altre lingue, culture e contesti di conversazione più naturali, prima che l'orologio vocale possa diventare un test diagnostico per la demenza.

"Il risultato più ampio è comunque sorprendente, in quanto la voce di una persona può fornire un quadro straordinariamente conciso di molteplici dimensioni dell'invecchiamento", ha affermato Ibanez. "Dall'età cronologica all'invecchiamento cerebrale, all'invecchiamento epigenetico, alla cognizione, alla patologia correlata all'Alzheimer, alle esposizioni sociali ed ai fenotipi della demenza, le informazioni tradizionalmente ottenute attraverso misurazioni molto diverse e spesso costose sembrano convergere, almeno in parte, nel modo in cui parliamo. Se confermato longitudinalmente e su diverse popolazioni, il linguaggio potrebbe in definitiva diventare uno degli strumenti più scalabili per monitorare l'invecchiamento sano e accelerato, trasformando potenzialmente un comportamento umano quotidiano in una finestra sulla biologia dell'invecchiamento."

ENGLISH

The way people speak may reveal important clues about their brain health and point to early signs of cognitive decline, according to a new study published in Science Advances.

Using hundreds of acoustic and linguistic features, researchers at Trinity College Dublin developed a machine learning “speech clock” that can estimate a person’s biological age. The gap between a person’s actual age and predicted age was found to be associated with multiple independent markers of biological aging, brain health, cognition, social adversity, and dementia.

“Our voice appears to contain much more information about aging than we previously recognized,” said Agustin Ibanez, PhD, professor of brain health at the Global Brain Health Institute and School of Medicine at Trinity College Dublin and senior author of the study. “It captures both the passage of chronological time and signals coming from cognition, the brain, systemic biology, and even our accumulated social environment. This raises the possibility that something as simple and accessible as speech clocks could eventually complement much more expensive measures of aging.”

The study involved 2,928 Spanish-speaking participants from Argentina, Chile, Colombia, Mexico and Peru, including healthy adults as well as people with mild cognitive impairment, Alzheimer’s disease and different forms of frontotemporal dementia. A speech age estimate was generated for each individual by combining hundreds of features, including speech rate and pauses, pitch, emotional expression, vocabulary, semantic precision and the amount and organization of verbal output.

People whose speech appeared older than expected for their chronological age also tended to show signs of aging assessed through structural and functional neuroimaging, as well as independent measures of epigenetic aging based on changes in DNA methylation. Larger speech age gaps were linked to poorer global cognition, executive function, functional abilities and several forms of memory.

The combined speech-age measure performed better at distinguishing clinical groups than individual acoustic or linguistic characteristics considered separately. Overall, healthy participants had the smallest speech age gaps, while larger gaps were observed among participants with Alzheimer’s disease and frontotemporal dementia. Among those with Alzheimer’s, speech was also associated with higher levels of the blood biomarker p-tau217.

Unlike MRI scans, blood tests and specialized molecular assessments, speech can be recorded remotely, repeatedly and non-invasively at relatively low cost. That could make speech-based measures particularly relevant in communities with limited access to advanced medical technologies. However, further longitudinal research, including studies in other languages, cultures and more natural speaking environments, will be needed before the speech clock can become a diagnostic test for dementia.

“The broader finding is nevertheless striking in that a person’s voice may provide a remarkably compact readout of multiple dimensions of aging,” said Ibanez. “From chronological age to brain aging, epigenetic aging, cognition, Alzheimer’s-related pathology, social exposures, and dementia phenotypes, information traditionally obtained through very different and often expensive measurements appears to converge, at least partly, in the way we speak. If confirmed longitudinally and across populations, speech could ultimately become one of the most scalable tools for monitoring healthy and accelerated aging—potentially transforming an everyday human behavior into a window onto the biology of aging.”

Da:

https://www.insideprecisionmedicine.com/topics/patient-care/speech-biomarkers-open-a-window-into-brain-aging/?_hsenc=p2ANqtz-9sIMw_2X_8ByXk9STOQ4kU7Tcy4EX-lM1832mDRLtcu4l0RJhY2L-ZTov7QaX22joYUa9m3rn35Ix2iVi4tftnJm-uOZrpXxyLDxToV3bOiB6OITc&_hsmi=442236717