Wenn Kinder im Mutterleib Alkohol ausgesetzt sind, kann dies gravierende Auswirkungen auf ihre Entwicklung haben. So leiden Kinder von Frauen, die während der Schwangerschaft regelmäßig große Mengen Alkohol getrunken haben, oft am sogenannten fetalen Alkoholsyndrom. Dieses geht mit Wachstumsstörungen, neurologischen und kognitiven Beeinträchtigungen sowie Verhaltensstörungen einher. Ein weiteres auffälliges Merkmal ist eine erkennbar abnormale Gesichtsentwicklung. Während die Auswirkungen von starkem Alkoholkonsum auf die Gesichtsentwicklung des Kindes bereits gut belegt sind, war bisher wenig darüber bekannt, welchen Einfluss geringe Alkoholmengen haben.
Gesicht als Spiegel der Gesundheit
Damit hat sich nun ein Team um Xianjing Liu von der Universität Rotterdam beschäftigt. Dazu trainierten die Forschenden eine künstliche Intelligenz darauf, subtile Veränderungen der Gesichtsform bei Kindern zu erkennen. „Ich würde das Gesicht als ‘Gesundheitsspiegel’ bezeichnen, da es die allgemeine Gesundheit eines Kindes widerspiegelt“, sagt Lius Kollege Gennady Roshchupkin. „Bekannt ist bereits, dass sich ein fetales Alkoholsyndrom im Gesicht des Kindes zeigt.“
Für ihre Studie nutzten Liu und sein Team Daten aus der Generation-R-Studie, einer großen Kohortenstudie, die Kinder verschiedener Ethnien aus urbanen Gebieten in den Niederlanden von vor der Geburt bis ins Jugendalter begleitet und dabei ihren Gesundheitszustand und mögliche Einflussfaktoren erhebt. Unter anderem wurden die Mütter bereits während der Schwangerschaft gebeten, in Fragebögen ihren Alkoholkonsum vor und während der Schwangerschaft anzugeben.
Analyse mit künstlicher Intelligenz
Um mögliche Zusammenhänge zur Gesichtsform der Kinder aufzudecken, nahm das Forschungsteam dreidimensionale Bilder der Gesichter von 3149 Kindern im Alter von neun Jahren und 2477 Kindern im Alter von 13 Jahren auf, die alle seit vor ihrer Geburt Teil der Kohorte waren. „Das Gesicht ist ein komplexes Gebilde und seine Analyse ist eine anspruchsvolle Aufgabe. Die 3D-Bildgebung ist dabei sehr hilfreich, erfordert aber fortschrittlichere Algorithmen”, sagte Roshchupkin. „Für diese Aufgabe haben wir einen KI-basierten Algorithmus entwickelt, der hochauflösende 3D-Bilder des Gesichts aufnimmt und 200 einzigartige Messungen oder ‘Merkmale’ erzeugt. Diese haben wir analysiert, um nach Assoziationen mit pränataler Alkoholexposition zu suchen.“
Das Ergebnis: „Wir fanden einen statistisch signifikanten Zusammenhang zwischen der pränatalen Alkoholexposition und der Gesichtsform bei den neunjährigen Kindern“, berichtet Liu. „Je mehr Alkohol die Mütter getrunken hatten, desto mehr statistisch signifikante Veränderungen gab es. Die häufigsten Merkmale waren eine nach oben gebogene Nasenspitze, eine verkürzte Nase, ein nach außen gebogenes Kinn und ein nach innen gebogenes unteres Augenlid.“
