Para peneliti menggabungkan pemindaian MRI dengan kecerdasan buatan berbasis fisika untuk mengukur aliran cairan yang membantu membersihkan limbah metabolik di otak. Sistem glimfatik, yang pertama kali dijelaskan pada 2012 oleh Maiken Nedergaard di University of Rochester, berperan dalam pembuangan partikel seperti amyloid beta yang terkait dengan penyakit Alzheimer.
Menurut Profesor Douglas Kelley dari departemen teknik mesin University of Rochester, MRI memberikan gambaran tiga dimensi otak tetapi tidak menangkap kecepatan untuk aliran yang sangat lambat. Untuk itu tim mengembangkan AI yang dilatih dengan video pewarna yang menyebar melintasi jaringan otak. Dari video tersebut, jaringan saraf tiruan menurunkan estimasi kecepatan aliran dan permeabilitas jaringan.
Penelitian menemukan dua jalur utama dalam sistem glimfatik. Satu jalur bergerak jauh lebih cepat, dengan kecepatan beberapa mikron per detik di sekitar ruang terbuka seperti permukaan antara tengkorak dan otak. Jalur lain meresap ke dalam jaringan otak yang lebih dalam, dengan laju sekitar 50 kali lebih lambat.
Tim telah mengumpulkan pengukuran dasar pada hewan seperti tikus untuk melatih dan memberi informasi pada AI. Para peneliti berharap dapat membandingkan aliran pada otak sehat dan sakit serta pada otak muda dan tua, dan akhirnya mempelajari sirkulasi pada manusia. Kelley menyatakan bahwa pengukuran pada manusia dapat membuka aplikasi klinis, misalnya untuk memeriksa sirkulasi pada pasien Alzheimer, skrining lebih awal, atau menilai gangguan cairan setelah gegar otak.
- Kolaborator: Brown University, URochester, University of Copenhagen.
- Pendanaan: NIH National Center for Complementary and Integrative Health dan NIH BRAIN Initiative.
Kata-kata sulit
- sistem glimfatik — jaringan yang membantu pembuangan limbah otak
- limbah metabolik — zat sisa hasil proses tubuh yang tidak diperlukan
- permeabilitas — kemampuan suatu jaringan ditembus cairanpermeabilitas jaringan
- jaringan saraf tiruan — model komputer yang meniru kerja otak
- meresap — masuk perlahan ke bagian lain
- skrining — pemeriksaan awal untuk mendeteksi penyakitskrining lebih awal
Tips: arahkan kursor, fokus, atau ketuk kata yang disorot di dalam teks untuk melihat definisi singkat sambil membaca atau mendengarkan.
Pertanyaan diskusi
- Bagaimana Anda berpikir pengukuran aliran glimfatik pada manusia dapat membantu diagnosis atau penanganan Alzheimer?
- Apa keuntungan dan keterbatasan menggunakan hewan seperti tikus untuk melatih AI sebelum diterapkan pada manusia?
- Jika teknik ini berhasil dipakai secara klinis, perubahan apa yang mungkin terjadi pada pemeriksaan pasien setelah cedera kepala ringan?
