جمع فريق بحثي بين تصوير الرنين المغناطيسي والذكاء الاصطناعي لتقدير حركة سائل داخل وحول الدماغ، وهو جزء من النظام الغليمفاوي الذي وُصف أول مرة عام 2012 بواسطة مايكن نيدرغارد في جامعة روتشستر. الهدف كان قياس سرعة تدفق سائل تساعد على إزالة الفضلات الأيضية المرتبطة بأمراض مثل مرض ألزهايمر.
القياس مباشر صعب لأن التدفقات بطيئة جداً، ورغم أن الرنين المغناطيسي يصور الدماغ ثلاثي الأبعاد، فإنه لا يلتقط سرعات بهذا البطء. لذا طوّر الباحثون ذكاء اصطناعياً مستنداً إلى الفيزياء ودربوا شبكات عصبية على فيديوهات تُظهر انتشار صبغة عبر نسيج الدماغ مع مرور الوقت. من هذه الفيديوهات استنتج النظام كلّاً من سرعة تحرك السائل ودرجة نفاذية النسيج الدماغي.
كشفت النتائج عن مسارين أساسيين: مسار سريع يتحرك بسرعة بضع ميكرونات في الثانية ويمر حول مناطق مفتوحة مثل الفراغ بين الجمجمة والدماغ، ومسار أبطأ يتسرب داخل النسيج العميق ويكون أبطأ بنحو 50 مرة. حتى الآن اعتمد الفريق على قياسات في حيوانات مثل الفئران لتدريب الأدوات، ويأملون مقارنة التدفق في أدمغة سليمة ومريضة وبين أعمار مختلفة ودراسة دورة السائل في البشر مستقبلًا.
- تطبيقات سريرية ممكنة تشمل التحقق من دوران ضعيف في مرض ألزهايمر.
- قد يساعد الكشف المبكر عن اضطراب دوران السائل أو دراسة اضطراب بعد ارتجاج الدماغ.
- شارك باحثون من جامعة براون وجامعة روتشستر وجامعة كوبنهاغن، ودعم البحث المركز الوطني للصحة التكميلية والتكاملية التابع لـ NIH ومبادرة NIH للدماغ.
كلمات صعبة
- غليمفاوي — نظام ينقل سائل وينظف المخالغليمفاوي
- فضلة — مادة ناتجة عن العمليات الكيميائية في الجسمالفضلات
- نفاذية — قدرة نسيج على مرور سائل أو مادة
- شبكة عصبية — نموذج حسابي يحاكي الخلايا العصبيةشبكات عصبية
- ميكرون — وحدة طول صغيرة تساوي جزءا من المليمترميكرونات
- مسار — طريق يمر عبر نسيج أو مساحةمسارين
- تدفق — حركة مستمرة لمادة أو سائل
تلميح: مرّر المؤشر أو ركّز أو اضغط على الكلمات المظلَّلة داخل القصة لرؤية تعريفات سريعة أثناء القراءة أو الاستماع.
أسئلة للمناقشة
- كيف يمكن أن يساعد قياس دوران سائل المخ المبكر في الكشف عن مرض ألزهايمر؟ اذكر سببين محتملين.
- ما مزايا ومخاطر الاعتماد على بيانات من الحيوانات لتدريب نماذج الذكاء الاصطناعي قبل تطبيقها على البشر؟
- ما أنواع الدراسات أو البيانات البشرية التي يحتاجها الباحثون لمقارنة تدفق السائل بين أدمغة سليمة ومريضة؟
