Морфологические проявления возрастной инволюции, равно как и клинико-физиологические симптомы старения, достаточно вариабельны во временно́м, топологическом пространстве, «не допускают строгой регламентации и не поддаются предвидению» [35, 183]. Это отражает базовые характеристики возрастных изменений: гетерохронность, гетеротопию и гетерометрию, «асимметричность относительно различных систем» [183]. Морфометрическое исследование, которое включает в себя оценку инволютивных, деструктивных и адаптивных возрастных изменений различных органов и тканей, формирует объективное представление о биологическом возрасте индивида.
Представленные в данной главе данные о динамике возрастных изменений различных тканей и органов — результат комплексного анализа объектов, полученных в ходе секционного исследования 294 паспортизированных трупов мужского пола. Забор материала сопровождался ведением протокола с указанием даты и номера судебно-медицинского исследования, паспортных (пол, возраст) и антропометрических данных трупа, судебно-медицинского диагноза.
Критерии включения: давность смерти — не более суток (для препаратов костной и хрящевой ткани, кожи), не более 7 ч (для препаратов головного мозга, сосудов спинного мозга); отсутствие травматических повреждений исследуемой ткани, органа; отсутствие признаков патологических изменений, заболеваний соединительной ткани, эндокринной патологии; выраженных признаков хронической экзогенной интоксикации.
Объекты исследования: препараты кожи (фрагменты кожи из области грудины, нижней трети); препараты хрящевой ткани [фрагменты левой пластинки щитовидного хряща (ЩХ)], препараты костной ткани [фрагменты диафиза и дистального эпифиза левой плечевой кости, большеберцовой кости (ББК)], препараты головного мозга (моторная кора полушарий большого мозга — поле 6), корковые концы слухового анализатора (задняя часть височной извилины — поле 41); препараты мягкой оболочки спинного мозга (передняя спинальная артерия).
Для дифференцированного исследования возрастных изменений весь возрастной диапазон был разделен:
- на возрастные группы на основе возрастной периодизации, принятой на VII Всесоюзной конференции по проблемам возрастной морфологии, физиологии и биохимии АПН СССР, в 1965 году;
- на группы с десятилетним интервалом;
- на группы, сформированные с учетом результатов собственных исследований и данных литературы.
Также в процессе исследования производилась кластеризация с формированием возрастных групп посредством метода машинного обучения (ММО).
Этапы исследования
1-й этап — морфологическое исследование.
2-й этап — морфометрическое исследование и формирование баз данных количественных показателей, характеризующих возрастные изменения изученных тканей и органов.
- Исследование проводилось по программе признаков (табл. 2.1.1, 2.2.1, 2.2.2, 2.3.1, 2.3.2, 2.4.1, 2.4.2), разработанных на основе анализа специализированной литературы [29–31, 83–85, 90, 91, 117, 119, 122, 126, 154, 220, 226–229, 379–381] и результатов собственных многолетних исследований.
- Для проведения количественного морфометрического исследования в работе используется микроскопическая техника («Leica DM 1000», объектив «Leica HIPLAN 10x/0.25»), система анализа изображения («HIPLAN 20x/0.10»), позволяющая получить фотоизображения (JPEG).
- Измерения проводятся с использованием программы обработки графических файлов ImageJ. Данное программное приложение разработано National Institutes of Health «специально для анализа изображений, полученных при биологических и медицинских исследованиях» [93]. В ImageJ производится вычисление площадей изучаемых структур, линейных размеров исследуемых областей (в том числе автоматическое определение максимальных, минимальных и средних значений исследуемого показателя), подсчет количества отдельных элементов структуры. При активации команды Measure (Ctrl+M) («Измерение») выбираются необходимые параметры Set Measurements. Analyze > Measure и Analyze > Analyze Particles и единицы измерения (Analyze > Set Scale).
- Программы гистоморфометрических признаков включают в себя последовательность параметров, которые подразделяются на первичные (непосредственно измеряемые) и расчетные признаки.
- При проведении гистоморфометрических исследований необходимо соблюдать правила измерений подобного рода показателей, допускающие в том числе пропуск от двух до пяти полей зрений в зависимости от исследуемого показателя, без перекрытия полей зрений; выбор увеличения от 50- до 200-кратного в зависимости от показателя и др. [1, 28, 154].
3-й этап — математический анализ количественных показателей с использованием ММО.
- Пайплайн данного этапа — feature engineering — включал в себя двухмерную визуализацию данных, анализ информативности признаков с использованием деревьев решений, анализ зависимости качества работы моделей от размерности признакового пространства; сравнение различных классификаторов и выбор наиболее подходящего алгоритма для решения данной целевой задачи; построение и анализ матрицы ошибок и ROC-кривой для каждого из классов.
4-й этап — формирование итогового алгоритма решения задачи расчета биологического возраста.