I ricercatori hanno utilizzato l’intelligenza artificiale (AI) e la tecnologia di apprendimento profondo (deep learning) per trovare un legame tra le alterazioni della forma del viso dei bambini e la quantità di alcol che le loro madri hanno bevuto, sia prima di rimanere incinte che durante la gravidanza. Lo studio, pubblicato oggi su Human Reproduction, una delle principali riviste di medicina riproduttiva del mondo, è il primo a rilevare questa associazione tra chi ha bevuto alcolici fino a tre mesi prima di rimanere incinte e i loro figli. Inoltre, lo studio ha rilevato che l’associazione con l’alterazione della forma del viso esisteva anche se le madri bevevano meno di 12 g di alcol a settimana – l’equivalente di un piccolo bicchiere di vino da 175 ml o di 330 ml di birra. La scoperta è importante perché la forma del viso dei bambini può essere un’indicazione di problemi di salute e di sviluppo. Gennady Roshchupkin, professore del gruppo di biologia computazionale delle popolazioni presso l’Erasmus Medical Centre di Rotterdam, Paesi Bassi, che ha guidato lo studio, ha dichiarato:
“Definirei il viso uno ‘specchio della salute’, in quanto riflette la salute generale di un bambino. L’esposizione di un bambino all’alcol prima della nascita può avere effetti negativi significativi sullo sviluppo della sua salute e, se una madre beve alcol, questo può portare al disturbo dello spettro fetale dell’alcol, FASD, che si riflette sul volto dei bambini”.
La FASD è definita come una combinazione di ritardo nella crescita, compromissione neurologica e sviluppo facciale riconoscibilmente anormale. I sintomi includono deficit cognitivo, disturbo da deficit di attenzione e iperattività (ADHD), difficoltà di apprendimento, problemi di memoria, problemi comportamentali e ritardi nel linguaggio. È già noto che la FASD è causata dal consumo di alcol da parte della madre durante la gravidanza, in particolare dal consumo di alcolici pesanti. Tuttavia, finora si sapeva poco dell’effetto di un basso consumo di alcol sullo sviluppo facciale dei bambini e, quindi, sulla loro salute. Questo è anche il primo studio che esamina la questione in bambini di diverse origini etniche.
Lo studio
I ricercatori hanno utilizzato l’intelligenza artificiale e l’apprendimento profondo per analizzare immagini tridimensionali di bambini scattate all’età di nove anni (3149 bambini) e 13 anni (2477 bambini). I bambini facevano parte del Generation R Study nei Paesi Bassi, uno studio in corso basato sulla popolazione di donne incinte e dei loro figli a partire dalla vita fetale. I bambini di questa analisi sono nati tra aprile 2009 e gennaio 2006. “Il viso è una forma complessa e analizzarlo è un compito impegnativo. L’imaging 3D aiuta molto, ma richiede algoritmi più avanzati”, ha dichiarato il Prof. Roshchupkin. “Per questo compito, abbiamo sviluppato un algoritmo basato sull’intelligenza artificiale, che prende immagini 3D ad alta risoluzione del viso e produce 200 misure uniche o ‘tratti’. Li abbiamo analizzati per cercare associazioni con l’esposizione prenatale all’alcol e abbiamo sviluppato mappe di calore per visualizzare i particolari tratti del viso associati al consumo di alcol delle madri”.
Informazioni sulle madri
Le informazioni sul consumo di alcol delle madri sono state ricavate da questionari compilati dalle donne all’inizio, a metà e alla fine della gravidanza. I ricercatori le hanno divise in tre gruppi: madri che non hanno bevuto né prima né durante la gravidanza (il gruppo di controllo), madri che hanno bevuto nei tre mesi precedenti la gravidanza ma hanno smesso quando sono rimaste incinte, e madri che hanno bevuto durante la gravidanza, comprese quelle che hanno bevuto solo durante il primo trimestre di gravidanza e quelle che hanno continuato a bere per tutta la gravidanza. “Abbiamo trovato un’associazione statisticamente significativa tra l’esposizione prenatale all’alcol e la forma del viso nei bambini di nove anni. Più le madri bevevano alcolici, più i cambiamenti erano statisticamente significativi. I tratti più comuni erano la punta del naso rivolta verso l’alto, il naso accorciato, il mento spostato verso l’esterno e la palpebra inferiore rivolta verso l’interno“, ha dichiarato Xianjing Liu, primo autore dello studio e dottorando nel gruppo del Prof. Roshchupkin, che ha sviluppato l’algoritmo di intelligenza artificiale.
“Tra il gruppo di madri che hanno bevuto per tutta la gravidanza, abbiamo scoperto che anche se le madri bevevano poco durante la gravidanza, meno di 12 g a settimana, si poteva osservare l’associazione tra l’esposizione all’alcol e la forma del viso dei bambini. È la prima volta che viene dimostrata un’associazione a livelli così bassi di consumo di alcol”.
Il legame tra il consumo di alcol e la forma del viso si è indebolito nei bambini più grandi e non è stata trovata alcuna associazione significativa quando i ricercatori hanno esaminato i dati relativi ai bambini all’età di 13 anni. “È possibile che, con l’avanzare dell’età e l’esperienza di altri fattori ambientali, questi cambiamenti diminuiscano o siano oscurati dai normali modelli di crescita. Ma questo non significa che l’effetto dell’alcol sulla salute scompaia. È quindi fondamentale sottolineare che non esiste un livello sicuro di consumo di alcol in gravidanza e che è consigliabile smettere di bere alcolici anche prima del concepimento per garantire risultati ottimali per la salute sia della madre che del feto in via di sviluppo”, ha dichiarato il Prof. Roshchupkin. “Sono necessarie ulteriori indagini sul meccanismo di associazione per comprendere appieno come l’associazione si sviluppi e poi si indebolisca con l’età”.
Un punto di forza dello studio è l’elevato numero di bambini provenienti da diversi contesti etnici. Le limitazioni includono l’assenza di dati sul consumo di alcolici oltre i tre mesi prima della gravidanza e il fatto che le madri potrebbero non aver compilato correttamente il questionario sulle loro abitudini di consumo di alcolici, con una possibile sottostima del loro consumo. Trattandosi di uno studio osservazionale, non può dimostrare che il consumo di alcol provochi i cambiamenti nella forma del viso, ma solo che è associato ad essi.
