IA pode avaliar a maturidade cerebral infantil em minutos

Os algoritmos de aprendizado de máquina agora podem estimar a “era cerebral” de bebês com precisão sem precedentes, analisando sinais cerebrais elétricos registrados usando eletroencefalografia (EEG).

Uma equipe liderada por Sarah Lippé no Departamento de Psicologia da Université de Montreal desenvolveu um método que pode determinar em minutos se o desenvolvimento cerebral de um bebê é avançado, atrasado ou de acordo com sua idade cronológica.

Esse avanço promete permitir a triagem precoce e o monitoramento personalizado de distúrbios do desenvolvimento em bebês.

“Os primeiros anos de vida são críticos para o desenvolvimento do cérebro”, explicou Lippé. “É quando as mudanças em todos os níveis de estrutura e função cerebral estabelecem a base para o processamento de informações cada vez mais complexo”.

Esse fato ressalta a importância de ferramentas confiáveis ​​para a avaliação da maturação cerebral e a identificação precoce de crianças em risco de distúrbios do desenvolvimento neurológico, como atrasos no idioma, transtorno do déficit de atenção e autismo.

Segundo Lippé, a intervenção precoce e o monitoramento próximo podem melhorar significativamente os resultados a longo prazo.

272 bebês estudados

O estudo examinou 272 bebês, 53 dos quais tinham macrocefalia, uma condição caracterizada por uma cabeça anormalmente grande e associada ao desenvolvimento do cérebro atípico.

Sob a supervisão de Lippé, Ph.D. O aluno Saeideh Davoudi comparou dois métodos para analisar os EEGs dos bebês: aprendizado de máquina convencional e novo aprendizado profundo.

Para treinar o modelo convencional de aprendizado de máquina, Davoudi extraiu os principais recursos dos EEGs, incluindo a complexidade do sinal e a intensidade da atividade das ondas cerebrais nos intervalos de frequência Delta, Theta e Alfa.

Para o novo modelo de aprendizado profundo, Davoudi alimentou os dados brutos do EEG diretamente no modelo, que analisou automaticamente os dados para padrões.

Os resultados, publicados em maio de 2025 na revista Neuroimagemmostrou que o novo modelo de aprendizado profundo teve um melhor desempenho.

“A partir de apenas alguns minutos de sinal de EEG, conseguimos estimar a idade de um bebê com um erro médio inferior a 30 dias”, relatou Lippé. “Esta é uma ferramenta poderosa para detectar atrasos e acelerações na maturação cerebral”.

O estudo destaca como as ondas cerebrais são um marcador essencial da era cerebral. Por exemplo, ondas alfa (6-9 Hertz), que estão associadas à atenção e relaxamento, tornam -se mais pronunciadas à medida que o bebê se desenvolve, refletindo sua crescente integração de funções cognitivas.

Por outro lado, as ondas delta (0,5-2,5 Hertz), que são características do sono profundo, predominam em bebês, mas tornam -se menos frequentes à medida que o cérebro amadurece.

Pode detectar anomalias

Além de estimar a era cerebral, essa ferramenta não invasiva pode detectar anomalias no ritmo do neurodesenvolvimento. Por exemplo, o estudo descobriu que bebês com macrocefalia exibiram atrasos na maturação cerebral em comparação com os sem a condição.

Também mostrou que a era cerebral estava correlacionada com medidas de função comportamental e cognitiva, avaliadas por testes de comportamento adaptativo e velocidade de processamento de informações.

Segundo Lippé, esses achados abrem caminho para novas aplicações clínicas.

“A idade cerebral estimada pode nos ajudar a identificar crianças em risco de distúrbios do desenvolvimento antes que os sintomas comportamentais apareçam”, disse ela. “Também poderia ser usado para monitorar a eficácia das intervenções terapêuticas, fornecendo um indicador objetivo de como o desenvolvimento do cérebro está progredindo”.