L'IA et l'IRM mesurent le flux qui nettoie le cerveau ^{CEFR B2}

Des chercheurs ont combiné l'imagerie par résonance magnétique et une intelligence artificielle informée par la physique pour mesurer le flux d'un liquide qui aide à éliminer les déchets métaboliques du cerveau. Le système glymphatique, décrit pour la première fois en 2012 par Maiken Nedergaard à l'Université de Rochester, est impliqué dans l'évacuation de particules comme les protéines amyloïdes bêta associées à la maladie d'Alzheimer.

Mesurer ces écoulements in vivo est compliqué car ils sont très lents et échappent souvent aux mesures directes d'une IRM 3D. Dans une étude publiée dans Science Advances, l'équipe a entraîné des réseaux de neurones sur des vidéos montrant la diffusion d'un colorant à travers le tissu cérébral: l'IA a estimé à la fois la vitesse du fluide et la perméabilité du tissu.

Les résultats mettent en évidence deux voies distinctes: un flux rapide, de l'ordre de quelques microns par seconde, qui circule autour de zones ouvertes comme la surface cérébrale près de l'os du crâne, et un flux beaucoup plus lent qui s'infiltre dans les tissus profonds à une vitesse environ 50 fois moindre. Jusqu'à présent, les mesures de référence viennent d'animaux comme des souris; les chercheurs souhaitent comparer cerveaux sains et malades, jeunes et âgés, et envisagent d'étudier la circulation chez l'humain.

Douglas Kelley souligne que mesurer des flux analogues à l'eau dans et autour du cerveau humain rendrait les applications cliniques plus importantes, par exemple pour détecter une mauvaise circulation chez un patient atteint d'Alzheimer, la dépister plus tôt ou évaluer des perturbations après une commotion. Collaborateurs: Brown University, URochester, University of Copenhagen. Financement: NIH National Center for Complementary and Integrative Health et NIH BRAIN Initiative.