Neurological Implications of T.gondii and the Role of Artificial Intelligence in Parasitic Psychiatry

Abstract

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Implicaciones neurológicas de T. gondii y el papel de la inteligencia artificial en la psiquiatría parasitaria Autores: Ana Maria Dumitrescu - "Grigore T. Popa" University of Medicine and Pharmacy, Iasi (RO) Irina Florentina Bușilă - "Grigore T. Popa" University of Medicine and Pharmacy, Iasi (RO) Alexandru Misailoaie - "Grigore T. Popa" University of Medicine and Pharmacy, Iasi (RO) Ana Marina Rădulescu - "Grigore T. Popa" University of Medicine and Pharmacy, Iasi (RO) Carmen Valerica Rîpă - "Grigore T. Popa" University of Medicine and Pharmacy, Iaşi (RO) Luminița Smaranda Iancu - "Grigore T. Popa" University of Medicine and Pharmacy, Iaşi (RO) Claudia Florida Costea - "Grigore T. Popa" University of Medicine and Pharmacy, Iasi (RO) Crînguța Mariana Paraschiv - "Grigore T. Popa" University of Medicine and Pharmacy, Iaşi (RO) Lucia Corina Dima Cozma - "Grigore T. Popa" University of Medicine and Pharmacy, Iasi (RO) Roxana Mihaela Barbu - "Grigore T. Popa" University of Medicine and Pharmacy, Iaşi (RO) Valeriu Aurelian Chirica - "Grigore T. Popa" University of Medicine and Pharmacy, Iaşi (RO) Roxana Gabriela Cobzaru - "Grigore T. Popa" University of Medicine and Pharmacy, Iaşi (RO) Resumen Toxoplasma gondii (T. gondii), un parásito protozoario de distribución mundial, presenta un neurotropismo singular que le permite persistir de forma crónica en el sistema nervioso central (SNC). Aunque con frecuencia permanece clínicamente silenciosa, la toxoplasmosis crónica se ha asociado cada vez más con diversos trastornos psiquiátricos, entre ellos la esquizofrenia, el trastorno bipolar, la conducta suicida y, potencialmente, la enfermedad de Alzheimer. Los mecanismos subyacentes son multifactoriales e incluyen la localización directa de quistes, la neuroinflamación, alteraciones de la neurotransmisión y la inmunomodulación. Paralelamente, las herramientas de inteligencia artificial (IA) y aprendizaje automático (ML) están transformando el panorama de la investigación biomédica. En el contexto de T. gondii, estas herramientas se están utilizando en el análisis de neuroimagen, en modelos de predicción conductual y en simulaciones a nivel de sistemas de las interacciones entre el cerebro y el parásito. La IA tiene el potencial de mejorar la detección precoz de cambios neuroanatómicos, predecir desenlaces psiquiátricos a partir de marcadores de infección y descubrir patrones latentes en conjuntos de datos a gran escala. Esta revisión descriptiva tiene como objetivo sintetizar el conocimiento actual sobre los efectos neurológicos de la infección por T. gondii, al tiempo que destaca la integración emergente de metodologías de IA en la neurociencia parasitaria. Se analizan los mecanismos fisiopatológicos, las implicaciones psiquiátricas y la forma en que las herramientas computacionales pueden contribuir a cerrar las brechas existentes en la comprensión del impacto de este enigmático patógeno sobre el cerebro humano.

Toxoplasma gondii (T.gondii), a protozoan parasite with global prevalence, shows a unique neurotropism that allows it to persist chronically within the central nervous system (CNS). While often clinically silent, chronic toxoplasmosis has been increasingly associated with a range of psychiatric conditions, including schizophrenia, bipolar disorder, suicidal behaviour, and potentially Alzheimer’s disease. The underlying mechanisms are multifactorial,involving direct cyst localization, neuroinflammation, altered neurotransmission, and immunomodulation. In parallel, artificial intelligence (AI) and machine learning (ML) tools are transforming the landscape of biomedical research. In the context of T. gondii, these tools are being employed in neuroimaging analysis, behavioural prediction models, and systems-level simulation of brain-parasite interactions. AI has the potential to enhance early detection of neuroanatomical changes, predict psychiatric outcomes based on infection markers, and uncover latent patterns in large-scale datasets. This descriptive review aims to synthesize the current knowledge on the neurological effects of T. gondii infection while highlighting the emerging integration of AI methodologies in parasitic neuroscience. We discuss pathophysiological mechanisms, psychiatric implications, and how computational tools may bridge gaps in understanding this enigmatic pathogen’s impact on the human brain.