Роздивляння старих фотографій часто обертається оптичним обманом: батьки в тому ж віці, що і ми, нам часто здаються старшими, а Кіану Рівз, навпаки, виглядає вічно молодим. Чи варто вірити своїм очам і чи завжди за молодою зовнішністю ховаються такі ж молоді нутрощі? Розповідаємо, що про це думає наука про старіння, і пояснюємо, яку користь може принести нейромережа, навчена на життєвій мудрості.
Сам собі біомаркер
Для тих, хто сьогодні вирішить задатися вічним питанням «Скільки мені жити залишилося?», у сучасної статистики не більш точні відповіді, ніж у лісової зозулі. Середня тривалість життя в світі або в окремо взятій країні має мало відношення до терміну, який «відміряний» кожній конкретній людині. Ця цифра навіть не означає, що більшість його сусідів помруть у цьому віці - можливо, половина проживе на десять років менше, а інша - на десять років більше. У пошуках більш надійного способу передбачити, скільки років у людини попереду, вчені приходять до ідеї «справжнього», біологічного віку - на противагу «паспортному», хронологічному - який повинен відображати, що діється всередині організму і скільки цей організм протягне.
Однак досі неясно, за якими ознаками його вимірювати. Пропозицій було безліч - від довжини теломер до набору кишкових мікробів - але жоден з цих маркерів біологічного віку не виявився універсальним. Іншими словами, кожен з них добре працює у своїй вотчині (скажімо, за концентрацією низки речовин у крові зручно передбачати проблеми з серцем і ризик від них померти), але сліп щодо інших органів і систем.
Тим часом, у мозок кожного з нас вже закладена система детекції біологічного віку. Ми можемо визначити, скільки років людині, яку бачимо вперше, буквально на око - а потім, порівнявши свою оцінку з його паспортними даними, зробити висновок, що вона виглядає «незвично молодо» або «старше своїх років».
Точність такої оцінки (її називають сприйманим віком, perceived age) для кожної людини окремо може бути невелика. Але якщо взяти кілька десятків сторонніх спостерігачів, то можна домогтися непоганих результатів: середнє арифметичне їх оцінок дозволяє визначити «паспортний» вік з точністю до року або двох і зафіксувати «викиди» - людей, які цьому віку зовні не відповідають. Ніяке спеціальне тренування для цього, здається, не потрібне: принаймні, в деяких роботах вік сімдесятирічних людей однаково добре детектували їхні однолітки, геріатричні медсестри та молоді чоловіки-студенти.
Що в голові
У способу визначити біологічний вік «на око» є важливий недолік - ніхто не знає, як він працює. Можна довго сперечатися про методи обчислення довжини теломер, але ми, принаймні, точно знаємо, що вимірюємо. У випадку зі сприйманим віком ми маємо справу з деяким чином 70- або 50-річної людини, які люди конструюють у своїй голові автоматично, скануючи щодня сотні і десятки осіб. І якщо ми коли-небудь вирішимо використовувати «намітане око» простої людини як біомаркер, щоб робити медичні прогнози на основі його показань, добре б зрозуміти, на які ознаки люди спираються у своїх візуальних оцінках.
Ознак, судячи з усього, чимало. Пластичні хірурги, наприклад, виділяють п'ять основних анатомічних змін, характерних для старіючого обличчя: носогубні зморшки і складки на переносиці, ослаблення виличних зв'язок, провисання жирової тканини навколо очей і на підборідді.
Але обивателі, здається, користуються зовсім іншими ознаками: у різних дослідженнях незалежна оцінка віку залежить не тільки від числа зморшок, але ще й від пігментних плям, кольору і густоти волосся і товщини доль. А для того, щоб на цю оцінку вплинути, достатньо прибрати контраст на фотографії - бляклі обличчя отримують щонайменше зайвий рік в плюс. У той же час, іноді більшість з цих ознак виявляються абсолютно зайвими: навіть обрізаного кадру лівої щоки, де не видно ні очей, ні доль, ні волосся, цілком достатньо, щоб оцінка виявилася настільки ж точною, що і по повноцінній фотографії.
Тому, незважаючи на велику кількість досліджень, «намітане око» залишається для вчених чорною скринькою. На які саме риси особи ми звертаємо увагу і які з них враховуємо в першу чергу при оцінці віку, досі незрозуміло. Якщо додати до цього вплив особистих симпатій (привабливі особи зазвичай здаються людям молодшими) і заплутуючий фактор емоцій (чим вони сильніші, тим нижче точність оцінки), то доводиться визнати, що в справжні біомаркери сприймається вік поки не годиться.
Що за фасадом
А поки одні вчені намагаються зрозуміти принцип роботи «намітаного ока», інших цікавить, чи є в його спостереженнях якийсь біологічний сенс. І деякі взаємозв'язки дійсно вдається виявити. Наприклад, виявилося, що за кількістю зморшок можна судити про кількість сенесцентних («старих») клітин у шкірі, а за сприйманим віком - про концентрацію в крові глюкози (вона з часом зазвичай зростає) і інсуліноподібного фактора зросту-1 (а ось він частіше зникає). А кожен наступний 0,1 мікромоль кортизолу (гормону стресу) на літр крові додає випробовуваним 0,42 року в очах оточуючих. Таким чином, зовнішній вигляд людини в чомусь відображає його «справжній вік» (а Кіану Рівза з цієї точки зору дійсно можна вважати молодшим за багатьох його однолітків).
Зате з іншими маркерами біологічного віку сприймуваний вік стикується не завжди: з довжиною теломер його прогнози іноді збігаються, а ось з епігенетичним годинником - ні, навіть якщо їх вимірювати в тих же клітинах крові, що і довжину теломер. Це, в цілому, не дивно, особливо якщо врахувати, що інші біомаркери теж досі не вдалося примирити між собою. Але якщо для довжини теломер або епігенетичних годин вже зрозуміло, які процеси старіння вони відображають, то зі сприйманим віком справа набагато складніша.
Ми до кінця не знаємо, що саме змушує деяких людей виглядати молодше або старше своїх однолітків. Певною мірою в цьому, безумовно, винні гени: принаймні, у однояйцевих (генетично ідентичних) близнюків розкид за сприйманим віком зазвичай менше, ніж у різнояйцевих (які однакові лише наполовину). Для кожної конкретної ознаки, яку незалежні спостерігачі використовують у своїх оцінках, можна підрахувати, наскільки сильно він генетично обумовлений. У деяких випадках залежність досить суттєва - наприклад, для товщини доль і появи сєдині. Проте, напевно ми знаємо тільки про один гене, який пов'язаний з сприйманим віком - це, від нього залежить синтез меланіну в клітинах шкіри. Дві копії «старшого» варіанту цього гена додають носіям до двох років при погляді збоку.
Крім генів, на зовнішність людини, звичайно ж, впливає і середовище. За підрахунками вчених, понад 36,5 відсотків розкиду в різниці між хронологічним і сприйманим віком можна віднести на рахунок зовнішніх факторів, серед яких не тільки догляд за шкірою (очищення і зволоження), але ще й спосіб життя (заняття спортом, регулярність чистки зубів, частота походів до лікаря), кількість родичів і навіть рівень освіти.
Виходить, що сприймуваний вік відображає все відразу: вдало або невдало успадковані варіанти генів, вдало або невдало обраний спосіб життя і загальний стан здоров'я. Цим можна пояснити феномен «старих батьків», який наприкінці 2019 року привернув увагу користувачів твіттера: на старих фотографіях батьки здаються сильно старшими, ніж їхні діти в тому ж віці. Навіть якщо дітям дісталися у спадок «старі» варіанти генів, вони не обов'язково зберегли батьківський спосіб життя. Дослідники, які користуються іншими біологічними маркерами (засновані на стані внутрішніх органів) теж відзначають, що нове покоління старіє повільніше, ніж колишнє - не в останню чергу завдяки тому, що все частіше відмовляється від куріння і стежить за прийомом прописаних ліків.
Крім того, кожне наступне покоління приносить з собою нові стандарти сприйняття. Щоб це перевірити, данські вчені запропонували людям оцінити кілька сотень знімків літніх людей в 2002 році, а потім повторили своє прохання в 2012-му (деякі з оцінювачів брали участь в експерименті, а хтось прийшов вперше). Підрахувавши середні оцінки сприйманого віку для кожного знімка, вони виявили, що в 2012 році людям потрібно було виглядати на 2,3 роки молодше, щоб їх оцінили так само, як 2002. Іншими словами, стандарт зрушив: люди звикли до того, що оточуючі живуть довше, і тим, кому раніше дали б 70 років, через десять років дають вже 72,3. Ця цифра практично збігається зі змінами в очікуваній тривалості життя - за десять років у Данії вона зросла на 2,6 року. Зрушення у сприйнятті віку відображають уповільнення старіння в популяції - тим самим показуючи, що і в «життєвій мудрості» може бути прихована біологічна правда.
Нейрогадалка
Зараз на допомогу «намітаному оку» прийшли нейромережі. Нещодавно в журналі вийшла стаття, автори якої спочатку навчили нейромережу передбачати хронологічний вік людини за фотографією, а потім «познайомили» її з оцінками сприйманого віку для того ж набору знімків. Середня точність передбачень у першому і другому варіанті вийшла схожа - близько чотирьох років (що можна порівняти з точністю епігенетичних годин), і в більшості випадків збіглися відхилення від середнього - тобто люди, яких нейромережі вважали істотно старшими або молодшими від їхнього паспортного віку, на погляд людини теж здавалися старшими або молодшими.
Далі дослідники вирішили подивитися, наскільки сильно відхилення передбаченого віку від хронологічного корелюють з різними фізіологічними параметрами і особливостями способу життя (курінням, вживанням алкоголю і так далі). Виявилося, що нейромережа, яка навчена і на хронологічному віці, і на сприймуваному, тут працює точніше за всіх - тобто передбачені їй відхилення від паспортного віку найкраще корелюють з відхиленнями від середньостатистичного стану здоров'я. Ця нейромережа обігнала не тільки ту, яка була навчена тільки на даних про хронологічний вік, але і ту, яка враховувала тільки сприйманий вік. Таким чином, у авторів статті вийшло створити алгоритм, око якого намітане сильніше, ніж у звичайної людини, але діє за тими ж принципами.
Це вже не перший раз, коли нейромережа намагаються застосувати, щоб передбачати вік. Зазвичай це роблять тоді, коли зі складної системи не виходить «вручну» вичленувати єдиний надійний біомаркер. Наприклад, нейромережі з "ясували, що серед величезної мікробної спільноти кишечника деякі бактерії служать більш надійним маркером, ніж інші.
Тепер нейромережа дісталася і до життєвої мудрості - і поки справляється краще, ніж її безпосередні носії. Можна сподіватися, що цей союз принесе свої плоди і ми нарешті дізнаємося, на які саме риси обличчя варто звернути увагу, щоб визначити напевно, наскільки стоїть перед нами людина дійсно старий або молодий душею. А поки залишається тільки милуватися тим, який шлях виконали геронтологи в пошуках біологічних маркерів: від складних і незрозумілих на кшталт епігенетичних годин до простих, очевидних і лежать, в буквальному сенсі слова, на поверхні.